14特细砂质量调整工艺研究修改格式.docx
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14特细砂质量调整工艺研究修改格式
特细砂质量调整工艺研究与应用
（安谷项目郑崇飞）
一、课题研究的意义
1、天然砂料运用现状
目前许多地区的水利水电工程项目存在天然砂料，其天然砂料利用方式基本为简单筛分后使用，其质量指标难以满足要求，更无法达到优良标准。
尤其是河流的中下游地区经济发达，需要建设项目工程较多，用砂料量大，其天然砂往往较细，含泥量较高，甚至为特细砂，数量和质量都无法满足工程建设需要。
虽然特细砂拌和混凝土在水电工程建设项目已经成功使用，但其配合比使用水泥和煤灰胶凝材料用量高，并需要进行专项混凝土配合比试验，经专家论证后才能使用。
如何合理的大量利用天然砂需要进一步研究。
为此，在存在天然砂的项目，虽然其质量和数量可能无法满足工程建设需要，但可以生产部分人工砂掺入天然砂中，做到砂料满足工程质量和数量的要求，这可以大大降低砂料的生产使用成本，扩大砂料的使用范围，采用该种方式利用天然砂在大型水电工程项目研究较少。
如何合理的加工生产部分人工砂掺入天然细砂中改善其整体质量，做到大量天然细砂在大型水电工程项目成功运用值得研究。
课题依托安谷电站砂石加工系统工程，针对其系统生产特点，对加工部分人工砂掺入天然特细砂，调整其整体质量的工艺问题进行详细研究。
2、依托工程概况及砂料生产存在问题
（1）系统概况
安谷电站砂石加工系统工程主要承担安谷水电站厂坝枢纽土建及金属结构安装工程混凝土浇筑所需的砂石骨料供应任务。
系统需满足混凝土浇筑高峰期月平均强度14.00万立方米混凝土浇筑所需的粗、细骨料供应任务，系统设计毛料处理能力1200吨/小时，成品料生产能力880吨/小时，其中砂生产能力286吨/小时。
系统砂料生产工艺设计为：
天然砂经过冲洗、筛分、脱水工艺后出成品；人工砂采用立轴破碎机B8100破碎生产，干法筛分后加入适量的喷淋水出成品。
系统天然砂含量不够，按人工砂与天然砂2:
8、3:
7、4:
6和5:
5的比例掺入后生产最终成品砂。
图1安谷砂石加工系统局部图
（2）系统砂料生产的特点
安谷水电站砂石加工系统砂料使用有以下特点：
1）工程处在大渡河下游，砂料勘测结果为特细砂，细颗粒含量比例总体较高。
2）天然砂料的实际需求不够，需要补充人工砂使用。
系统工艺设计既有天然砂生产系统，也有人工砂生产系统。
3）为节约成本和环境保护考虑，人工砂生产工艺为干法生产。
（3）天然砂质量检测情况
大渡河安谷水电站砂石加工系统运行生产正常后，自2013年3月至2013年7月陆续对生产的天然成品砂料进行了研究检测，随机抽检结果统计如下表1。
表1大渡河天然成品砂质量指标检测统计表
检测日期
检测种类
细度模数
含泥量（%）
含水率（%）
筛底0.16mm以下含量（%）
石粉含量（%）
备注
2013-3-16
天然砂
1.65
1.4
20.8
18.7
新产天然砂样
2013-3-18
天然砂
1.67
1.4
22.2
20.6
2013-3-19
天然砂
1.77
1.7
14.8
19.3
2013-3-23
天然砂
1.64
1.3
12.2
18.6
2013-3-24
天然砂
1.52
2.0
24.2
20.1
2013-3-24
天然砂
1.67
0.7
13.8
21.4
2013-4-11
天然砂
1.46
1.6
16.9
24.4
2013-4-12
天然砂
1.67
1.7
22.9
16.8
2013-4-17
天然砂
1.70
3.0
20.6
17.7
2013-4-29
天然砂
1.74
2.7
22.4
15.2
2013-5-10
天然砂
1.63
1.7
12.7
22.4
2013-5-12
天然砂
1.41
1.5
15.8
23.7
2013-5-24
天然砂
1.81
1.5
21.1
18.5
2013-5-25
天然砂
1.53
1.6
12.9
20.6
2013-6-9
天然砂
1.40
1.4
14.9
21.2
2013-6-28
天然砂
1.31
/
25.5
25.0
2013-6-30
天然砂
1.38
1.4
11.9
21.3
2013-7-14
天然砂
1.58
2.8
25.0
21.8
2013-7-19
天然砂
1.56
2.4
24.7
19.5
2013-7-22
天然砂
1.78
2.4
22.0
19.4
平均值
1.59
1.8
18.9
20.3
对其颗粒级配进行了详细的统计分析，分析结果见表2和表3。
根据以上试验资料统计分析，天然砂细度模数较大值1.81，较小值1.31，平均值1.59，细度模数总体较小；筛底较小值为15.2%，较大值为25.0%，平均值为20.3%，其筛底0.16mm以下的百分率含量较高；根据粒度曲线分布：
0.63mm，0.315mm筛余偏少，0.16mm以下细颗粒含量偏多，需要弃除部分细颗粒含量。
总体粒度曲线分布超出细砂包络线范围，属特细砂范围。
要满足规范要求细度模数2.2~3.0和合同要求细度模数2.0~3.0的范围，需要对特细砂质量进行调整。
如直接使用，需要进行混凝土配合比专项试验并经过专家论证后才能使用。
表2天然成品砂颗粒级配统计表
试验日期
5mm
2.5mm
1.25mm
0.63mm
0.315mm
0.16mm
筛底
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
2013-3-16
8.7
8.8
8.8
16.8
16.6
16.7
19.5
19.3
19.4
22.6
22.4
22.5
55.0
54.1
54.6
81.4
81.1
81.3
18.5
18.9
18.7
2013-3-18
9.3
10.7
10.0
19.5
22.2
20.9
22.5
25.3
23.9
24.3
27.0
25.7
48.6
50.8
49.7
78.9
79.9
79.4
21.0
20.1
20.6
2013-3-19
10.0
10.4
10.2
22.6
22.8
22.7
26.0
26.8
26.4
28.6
29.4
29.0
48.8
50.0
49.4
79.7
80.7
80.2
19.3
19.2
19.3
2013-3-23
9.2
9.2
9.2
19.1
19.0
19.1
22.7
22.4
22.6
25.0
24.5
24.8
47.2
46.8
47.0
81.3
81.9
81.6
18.6
18.6
18.6
2013-3-24
6.4
5.8
6.1
14.5
13.1
13.8
16.9
15.5
16.2
18.6
17.2
17.9
46.0
44.8
45.4
80.6
79.2
79.9
19.4
20.8
20.1
2013-3-24
9.0
9.1
9.1
20.1
20.4
20.3
23.6
23.6
23.6
25.6
25.6
25.6
48.7
48.5
48.6
78.7
78.4
78.6
21.2
21.5
21.4
2013-4-11
8.6
8.1
8.4
17.5
17.3
17.4
19.8
19.8
19.8
21.7
21.6
21.7
40.1
40.1
40.1
75.4
75.9
75.7
24.6
24.1
24.4
2013-4-11
7.6
7.1
7.4
16.1
16.2
16.2
18.3
18.5
18.4
20.4
20.6
20.5
52.6
54.1
53.4
82.7
83.4
83.1
17.2
16.4
16.8
2013-4-17
9.1
8.2
8.6
18.7
16.9
17.8
22.2
21.0
21.6
24.6
23.6
24.1
52.4
52.4
52.4
82.2
82.4
82.3
17.8
17.6
17.7
2013-4-29
4.5
4.7
4.6
13.2
12.7
13.0
16.0
15.2
15.6
17.9
16.9
17.4
57.8
56.5
57.4
85.4
84.1
84.8
14.6
15.9
15.2
2013-5-10
3.5
3.8
3.7
12.9
12.8
12.9
17.3
17.8
17.6
20.5
21.0
20.8
46.2
45.9
46.1
77.6
77.3
77.5
22.2
22.6
22.4
2013-5-12
6.0
6.2
6.1
12.9
13.8
13.4
14.8
15.8
15.3
16.2
17.3
16.8
40.5
41.4
41.0
76.5
76.0
76.3
23.4
23.9
23.7
2013-5-24
3.0
3.6
3.3
12.9
13.3
13.1
20.3
21.0
20.7
26.1
26.4
26.3
50.1
49.8
50.0
81.3
81.5
81.4
18.6
18.4
18.5
2013-5-25
3.3
4.1
3.7
10.4
11.1
10.8
14.2
15.5
14.9
17.3
18.9
18.1
42.7
43.5
43.1
79.3
79.6
79.5
20.6
20.5
20.6
2013-6-9
4.0
4.6
4.3
10.5
10.8
10.7
12.6
13.0
12.8
14.0
14.4
14.2
39.1
39.7
39.4
78.5
79.0
78.8
21.4
20.9
21.2
2013-6-28
3.0
3.4
3.2
8.5
9.0
8.8
9.6
10.1
9.9
10.3
10.8
10.6
37.7
39.1
38.4
74.2
75.9
75.1
25.8
24.1
25.0
2013-6-30
1.9
1.8
1.9
7.1
7.1
7.1
10.0
10.0
10.0
12.1
12.0
12.1
36.7
37.1
36.9
78.7
78.8
78.8
21.4
21.1
21.3
2013-7-14
3.8
4.2
4.0
11.0
11.2
11.1
15.1
15.2
15.2
18.3
18.4
18.4
48.2
48.8
48.5
78.0
78.4
78.2
22.0
21.6
21.8
2013-7-19
4.1
4.2
4.2
11.5
12.2
11.9
14.7
16.0
15.4
17.7
19.0
18.4
43.3
45.2
44.8
80.0
81.0
80.5
20.0
19.0
19.5
2013-7-22
3.4
3.0
3.2
12.7
12.0
12.4
19.1
18.0
18.6
24.3
24.0
24.2
52.3
52.0
52.2
80.1
81.0
80.6
19.9
19.0
19.4
平均值
5.9
6.1
6.0
14.4
14.5
14.5
17.8
18.0
17.9
20.3
20.6
20.5
46.7
47.0
46.9
79.5
79.8
79.7
20.4
20.2
20.3
图2天然砂颗粒分析图
（4）人工砂质量检测情况
为对天然特细砂进行质量调整，同时补充天然砂含量不够，安谷电站砂石加工系统设计人工砂生产系统，采用B8100立轴制砂机制砂，干法筛分生产人工砂掺入天然砂中使用。
2013年3月至2013年7月对人工砂进行试验检测研究，随机抽样，检测结果统计见表4。
表4大渡河干法生产人工砂质量指标检测统计表
检测日期
检测种类
细度模数
含泥量（%）
含水率%
筛底0.16mm以下含量（%）
石粉含量（%）
备注
2013-3-1
人工砂
2.86
2.2
18.9
新产人工砂样
2013-3-5
人工砂
2.78
2.5
19.5
下同
2013-3-12
人工砂
2.70
1.7
21.4
2013-4-2
人工砂
2.74
3.2
20.6
2013-4-11
人工砂
2.85
0.9
17.8
2013-4-29
人工砂
2.57
2.7
23.8
2013-5-4
人工砂
2.60
1.7
22.9
2013-5-10
人工砂
2.71
3.3
21.5
2013-5-16
人工砂
2.56
1.8
23.5
2013-5-21
人工砂
2.64
2.0
22.4
2013-5-27
人工砂
2.70
0.7
20.7
2013-7-4
人工砂
2.61
1.4
22.8
2013-7-14
人工砂
2.62
1.0
21.8
2013-7-19
人工砂
2.53
1.7
24.6
平均值
2.68
1.9
21.6
对其颗粒级配进行详细的统计分析，分析结果见表5和表6。
根据以上人工砂试验资料统计分析，采用干法制人工砂质量特点为：
细度模数最大值2.86，最小值为2.53，平均值为2.68，基本符合要求；石粉含量最小值17.8%，最大值24.6%，平均值21.6%，整体超标，不符合规范要求；根据粒度曲线分布0.16mm筛余偏少，0.16mm以下细颗粒含量偏多，5mm，2.5mm筛余偏大，2.5mm~10mm含量偏多。
总体粒度曲线分布0mm~0.16mm部分超出细砂包络线范围，需要对石粉含量进行调整。
系统最初设计干法筛分生产人工砂的工艺，在减小细颗粒冲洗流失增加产量的同时也导致了砂料石粉含量整体超标。
表5干法制人工砂颗粒级配统计表
试验日期
5mm
2.5mm
1.25mm
0.63mm
0.315mm
0.16mm
筛底
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
第一次试验
第二次试验
平均
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
累计筛余率（%）
2013-3-1
11.2
10.0
10.6
40.0
38.0
39.0
53.7
51.3
52.5
62.4
60.0
61.2
75.4
73.4
74.4
81.9
80.3
81.1
18.1
19.7
18.9
2013-3-5
10.6
12.3
11.5
36.0
39.2
37.6
49.6
52.1
50.9
58.6
60.9
59.8
72.7
74.5
73.6
79.8
81.2
80.5
20.1
18.8
19.5
2013-3-12
12.4
15.4
13.9
37.9
40.8
39.4
50.5
52.9
51.7
58.6
60.8
59.7
71.2
72.9
72.0
78.0
79.3
78.7
22.0
20.7
21.4
2013-4-2
12.1
12.4
12.3
39.3
38.7
39.0
51.8
50.6
51.2
59.9
58.8
59.4
72.7
72.0
72.4
79.5
79.2
79.4
20.5
20.8
20.6
2013-4-11
14.8
15.0
14.9
42.4
42.1
42.3
55.0
54.2
54.6
63.1
62.1
62.6
75.8
75.0
75.4
82.5
81.9
82.2
17.5
18.0
17.8
2013-4-29
10.9
11.0
11.0
34.9
35.1
35.0
47.1
48.0
47.6
55.2
56.4
55.8
68.6
69.7
69.2
75.8
76.7
76.3
24.2
23.3
23.8
2013-5-4
11.4
11.5
11.4
36.2
35.9
36.1
48.5
48.1
48.3
56.6
56.4
56.5
69.6
69.5
69.6
77.0
77.0
77.0
22.9
22.9
22.9
2013-5-10
10.4
9.5
10.0
37.0
35.4
36.2
50.3
48.7
49.5
58.7
57.4
58.1
71.8
70.9
71.4
78.7
78.2
78.5
21.1
21.8
21.5
2013-5-16
9.3
9.2
9.3
32.8
33.7
33.3
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68.9
68.9
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76.5
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23.6
23.5
2013-5-21
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22.4
2013-5-27
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20.4
20.7
2013-7-4
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2013-7-14
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2013-7-19
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平均值
11.1
11.4
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58.0
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21.7
21.5
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