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摘要：本文主要是为具有自产机制砂石条件的项目提供技术指导，针对干法机制砂石从建设规模、场地选择、规划与布置、加工工艺、设备配置、质量检验、加工场验收七个方面进行研究总结，预期公司所属有自建砂场的项目能够通过机制砂场的标准化建设、规范化管理达到产好砂、砂好用的效果，同时对市场上有供应关系的砂石料生产商在工艺调整和产品质量水平提升方面提供一定的技术参考。

关键词：干法；机制砂；加工工艺；设备；检验

1引言

随着机制砂石骨料的发展，结合公司所属项目机制砂应用的占比日趋增加，完善机制砂石骨料应用管理越发重要，从机制骨料质量、加工料场建设、设备选型、工艺选择等方面着手展开研究，并进行应用总结。

2干法机制骨料加工技术

2.1建设规模

（1）建设规模以机制砂的产能为基本条件进行规划，机制砂产能通过“月混凝土需求方量、加工场月工作天数、加工场日工作时长、每方混凝土砂用量”等参数计算所得。公式如下：

Qh=mso×Qmc×Cu/（h×d）

Qh-机制砂产能（吨/小时）

mso-混凝土中机制砂用量（吨/立方米）

Qmc-月平均混凝土生产方量（立方米）

Cu-不均匀系数，取1.25

h-机制砂场日平均加工时长（时）

d-机制砂场月平均加工天数（天）

（2）建设规模根据机制砂产能分四个类型，根据项目所需砂石料总量，计算出加工场产能，按机制砂产能计（t/h），明确自建机制砂加工场定位，以便于对其进行策划设计，建设规模划分见表1。

2.2场地选择

砂石加工场建设选址应综合考虑生产、运输、安全、环水保、成本等条件，以“合理投入实现安全、保质、保供”为底线，尽可能避开地势低洼区及有可能被洪水、山洪、泥石流侵袭的区域，同时宜满足以下条件：

（1）选址宜在母料料源堆场附近，以方便高效获取原料；

（2）尽量选在红线范围内，以不影响施工总体计划为宜；

（3）与规划的混凝土拌合站之间的路线、路程最优，如有多个混凝土拌合站，应进行综合考虑；

（4）远离居民居住区、农田、果园，且直线距离不小于300米；

（5）具有水源、电源、网络、运输等基础条件，以满足加工场的生产和运营需要。

2.3规划与布置

（1）地块以长方形为宜，有不规则或高低差的山地可结合实际情况进行调整。

（2）占地面积不小于5000㎡且不大于10000㎡，因地制宜，在条件允许的情况下占地面积可适当放宽，但不宜超过15000㎡。

（3）场地内布局应包括原料分拣区、生产加工区、中控室、成品存放区、废料区等，生产加工区及成品存放区应进行场地硬化，并设置封闭大棚。

（4）场站防排水要做好规划设计，避免场区积水，影响生产及成品质量控制。

（5）场内应进行降尘设计，合理布置喷淋设备或雾炮机，尽量选择洁净水源。

2.4加工工艺

通过公司多年的机制砂应用情况，分析干法与湿法制砂的优缺点、安全环保等因素，项目根据自身情况明确干法生产工艺做为主要内容进行研究，总结出完整的干法加工工艺流程如下：

（1）给料与渣土筛除：给料机类型选用棒条振动给料机，通过棒条筛过滤掉渣土，棒条筛上的石料直接进入粗碎环节；筛下渣土经皮带机输送至渣土筛筛分，筛分出泥土废料和石料；其中废料输送至废料区；石料通过皮带机输送至中碎，不再进入粗碎。

（2）粗碎：通常选用颚式破碎机进行破碎。进料粒径不能超过800mm，破碎后石料经皮带机输送至中碎。

（3）中碎：采用圆锥式破碎机进行破碎，进料粒径宜为100～200mm，中碎生产出来的石料通过皮带机输送至振动筛筛分，筛上的石料进入细碎环节，筛下的石料直接进入制砂与整形环节。

（4）细碎：采用圆锥式或反击式破碎机进行破碎，进料粒径宜为20～60mm，主要作为中碎经筛分后筛上的石料进行破碎，破碎后石料进入筛分环节。

（5）筛分：细碎后的石料通过皮带机运输至振动筛，筛除石屑或废料，符合要求的石料部分进入成品区，部分进入制砂与整形环节。

（6）制砂与整形：符合要求的石料进入立式冲击破碎机破碎，进料粒径宜为≤35mm，出料规格为机制砂和碎石；不满足粒径要求的石料，需通过皮带运输机返回至立式冲击破碎机二次破碎。

（7）除尘与选粉：除尘系统分别对粗碎、中碎 、细碎、筛分、制砂与整形五大环节进行有效除尘；宜安装简易或专业的石粉风选设备，有效调节机制砂石粉含量。

（8）调湿：成品机砂经喷淋系统或加湿搅拌机加湿处理，使机砂含水量适中，防止离析。

（9）成品：通过皮带机将成品机制砂和石料运送到成品存放区的料仓中。

2.5设备配置

2.5.1设备系统组成

机制砂生产系统由给料设备、破碎设备、筛分设备、除尘设备、输送设备和料仓等组成。生产系统应能实现清除原料所含泥土等杂质，易将岩石破碎成球形颗粒，并使石粉含量控制在合理范围内的生产目标。

2.5.2设备匹配

以满足机制砂产能为基本条件进行设备匹配，优先选择固定式设备，不宜选择移动式破碎设备，可在原有设备基础上进行优化配置；在对设备产能配套上可以根据不同需要增加圆锥破碎机或者冲击式破碎机，以进一步优化碎石和砂的产出比。

2.5.3设备配置

（1）给料设备：棒条振动给料机，用于粗碎破碎机前大块母料的均匀给料，同时由于棒条筛面的作用，又能除掉泥土等细碎废料，达到预筛分功能，能够提高成品洁净程度。

（2）渣土筛分设备：渣土筛分器，主要作用是减少废料产出，可对给料机棒条过滤筛下的100mm以下的渣土进行2次筛分；将40mm及以下作为废料筛除，其他固体颗粒通过传输系统进入下一道工序。

（3）粗碎设备：颚式破碎机，用于母料的初次破碎，将母料破碎至120mm以下粒径。

（4）中碎设备：圆锥式破碎机，用于二次破碎，将碎石破碎至60mm以下粒径。

（5）细碎设备：圆锥式或反击式破碎机，用于三次破碎，将碎石破碎至35mm以下粒径。

（6）筛分设备：振动筛，用于各破碎环节后的筛分，分流。

（7）制砂整形设备：冲击式破碎机，主要作用是对机制砂进行破碎整形，成品颗粒粒形规整，大量降低了片状颗粒含量，对混凝土工作性改善明显。

（8）粉尘收集系统：风选设备（风机与管路）和收尘设备，主要工作于圆锥破、制砂机、选粉机、振动筛等出尘量集中位置，通过控制风选设备工作频率来控制石粉含量，同时有场区降尘环保的作用。

（9）选粉设备：选粉机，可调整机制砂成品石粉含量，满足不同类型混凝土所用机制砂对石粉含量的不同要求，提供调整空间。鼓励项目自研发选粉系统，兼顾选粉成效和成本。

（10）调湿设备：加湿搅拌机，可调整机制砂成品的含水率，减少机制砂离析。

2.5.4设备组装

有安装顺序要求的集成模块，按厂家提供的顺序进行安装；对无安装顺序要求的模块，可依据现场情况灵活安装，必要时可多个工作面同时进行，安装时应注意设备间对中、高差和尺寸关系等，对密封部分应严格处理，以防泄漏；机械部分安装完毕后，应及时做好防雷接地措施。

2.6质量检验

2.6.1型式检验

符合以下任意一种情况时应进行型式检验：

（1）首次使用某料源；

（2）母岩岩性特征发生显著变化；

（3）机制砂生产设备或工艺发生重大调整或变化；

（4）连续使用同一料源时间达一年的。

检测项目为：母岩碱活性、颗粒级配及细度模数、表观密度、松散堆积密度、空隙率、亚甲蓝（MB）值、石粉含量、泥块含量、坚固性、压碎指标、吸水率、云母含量、轻物质含量、硫化物及硫酸盐含量、片状颗粒含量；用于判断母料是否能用于机制砂生产。

2.6.2生产过程检验

在生产过程中随时对成品进行随机抽检，对关键技术参数进行检验，如石粉含量、亚甲蓝（MB）值、细度模数与级配；对设备或工艺微调具有指导作用。

2.6.3进场检验

进场材料以不超过1000t为一个验收批组进行进场检验，检测项目为：颗粒级配及细度模数、表观密度、松散堆积密度、空隙率、亚甲蓝（MB）值、石粉含量、泥块含量、压碎指标。

2.7加工场验收

（1）根据本文件相关条款对机制砂石联产加工场按照验收表进行验收，验收内容为：基本规定、场站选择、建设规模、规划与布置、生产工艺、设备、安全环保、数智化、成品质量。

（2）验收组应由生产运营中心、安全环保管理部、技术质量与数字化部、检测中心等相关部门组成。

（3）验收组对试生产期间设备和集成系统以及成品检测结果进行初步评价，并对不符合项提出整改要求，经整改核查后出具最终验收评价结果。

3应用案例

3.1项目概况

金丽温高速公路东延线1标，起止桩号MK0+000～MK6+500。主要施工内容包括路基、桥梁、隧道工程，主线路基436m，甬台温复线拼宽改造段2850m，南白象特大桥3269m、大桥10座3727.6m、中小桥3座199m，瑶溪隧道3123.5m、短隧道2座598m，合同工期：28个月。

3.2加工场建设

项目混凝土28.4万m³，所需机制砂21.6万吨，按公式计算机制砂产能约120t/h，符合中型建设规模。项目选用干法平铺式制砂工艺；采用三碎+整形制砂进行设备配置，主要设备配置如表2。

二、振动筛部分

1、三层振动筛2460*2个 浙江双金 60kw

2、三层振动筛2470 浙江双金 30kw

三、除尘装置

1、JL600型 上海锦路 55kw

2、JL320型 上海锦路 32kw

3、风管 上海锦路

四、传送带 120kw

合计功率 1382kw

机制砂石联产加工场建设占地19.5亩，原料堆放区3亩，生产加工区6.5亩，成品存放区10亩。

3.3成品质量检验

经对试制成品抽样检测，石粉含量控制在 7%以下，亚甲蓝值控制在 1.0 以内，细度模数2.7，其关键检测项目均能达到规范要求，且整体粒型较圆润。

3.4加工场验收

通过对该加工场的现场验收核查，发现制砂工艺缺少调湿环节，要求其整改，经整改后给出予以通过的最终评价。

3.5应用成效

该加工场的标准化建设与合理的工艺与设备的配套组合，生产出了质量稳定的机制砂石，混凝土生产顺畅，实体质量与外观质量优良。

4技术成果

4.1《机制砂内控质量标准》

调研分析多个项目机制砂的应用，发现各地方、各种规范对机制砂的技术要求不一致，为方便管理在公司内部执行统一标准，编制了《机制砂内控质量标准》，该文件对机制砂的技术指标和检验规则进行了统一要求；特别提出了湿法制砂的含水率控制，化学絮凝物残留的检验项目和简易识别方法。

4.2《机制砂石自加工生产技术指南》

以项目层面做为出发点，规范化、标准化场站建设，以服务现场、降低成本等因素综合考量，编制《机制砂自加工生产技术指南》，该文件总结了一套完善的施工工艺流程，对建设规模进行了划分，对关键设备选型进行了推荐，对提高机制砂石质量有至关重要的作用。

5总结

（1）自建机制砂石联产加工场要根据项目所需砂石料数量，确定建设规模，根据建设规模规划场地与设备配置，可以结合建设规模大小增减工艺环节和设备配套。

（2）合理的加工工艺与设备选型是集料加工质量保障，需在项目前期必须做好调研规划与设计。

（3）集料成品质量检测要及时准确，对分析质量波动、加工工艺调整与设备维保至关重要。

（4）干法机制砂生产工艺具有投资相对较少、受严寒气候影响小、节水环保、设备安装检修方便、成品质量可控性强等优点。

（5）深入研究推广智能化设备应用是大势所趋，集成控制系统，中控室等建设对机制砂石加工的安全与质量提升具有重大作用。

参考文献

[1]铁路机制砂场建设技术规程Q/CR 9570-2020中国国家铁路集团有限公司发布，2020.

[2]建设用砂GB/T 14684-2022 国家市场监督管理总局发布，2022.

[3]建设用卵石、碎石GB/T 14685-2022 国家市场监督管理总局发布，2022.

[4]公路桥涵施工技术规范JTG/T 3650-2020 中华人民共和国交通运输部发布，2020.

[5]机制砂生产（干法）及机制砂混凝土技术指南 浙江省交通运输厅发布，2016.