用开挖料加工混凝土骨料工艺研究与实践.pdf
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1、第 4 2卷 第 1 6期 2 0 1 1年 8月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 42 No 1 6 Au g, 2 01 I 文章编号 : 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 1 ) 1 6 0 0 7 3 0 4 用开挖料加工混凝土骨料工艺研究与实践 陈 迁 , 王 丽 宏 , 柳 学 进 , 覃 尚 贵2 , 孔 繁 忠 , ( 1 长 江勘 测规划设计研究有 限责任公 司 施工设 计处 , 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 ; 2 中国葛 洲坝集 团公 司 第五工 程 公 司 , 湖 北 宜 昌 4 4 3 0 0 2) 摘要 : 为
2、满足 溪洛渡 水电站 混凝土骨料 中针 片状含量低 于规 范允许值 5 的要 求, 对开挖利 用料加 工 高品质 混凝土骨料工 艺进行 了研 究, 骨料 加工采取 4段破碎 整形工 艺, 很好地 解决 了开挖利用料特 大石缺 少、 对骨料 中针片状含量要求低等f*- I 题。工艺研究与生产实践表明, 采用骨料破碎及整形工艺有效降低 了骨料针片状的 含 量 , 提 高了特 大石 的获得 率, 为其他类似 工程 开挖利 用料 的应用提供 了很 好的借鉴作用。 关键词 : 开挖利 用料 ;骨料加工 ; 针 片状 ; 溪洛渡水 电站 中图法分 类号 : T V 4 3 l 文献标志码 :A 1 工程概
3、况 溪洛渡水电站拦河大坝 为混凝土双曲拱坝, 坝顶 高程 6 1 0 m, 最 大坝 高 2 7 8 m; 左 、 右两岸布置地下 厂 房 , 各 安装 9台单 机 容 量 7 0万 k W 的水 轮发 电机 组 。 大坝工 程 混 凝 土 量 7 6 3万 m , 需 生 产 成 品粗 骨 料 约 1 3 7 0万 t 。地下 洞 室 及 其 他 部 位 开 挖 可 用 于 加 工 混 凝土骨料的利用料约为 1 1 8 9万 m , 其数量可满足工 程要求 , 质量可用于混凝土骨料料源。 溪洛渡水电站工程对混凝土骨料要求高 , 骨料 中 对混凝土性能影响较大 的针片状含量 , 设计提 出了低
4、 于规 范 5 的要 求 。通 过 工 艺 优 化 设 计 与生 产 实践 , 可使 溪 洛渡 大坝混 凝 土粗 骨料 针 片 状 含量 低 于 1 0 , 质量 优 于规范 要求 。 目前我 国西 南诸 河 的水 电工程 天 然建筑材料缺乏 , 而工程施工形成大量开挖利用料 , 研 究如何用开挖利用料加工 混凝土骨料的工艺, 使其 获 得高品质的混凝土骨料 、 降低工程造价 , 具有重要 意 义 2 开挖 料特 性 2 1物理力学性能 溪洛渡水 电站地下洞室开挖岩石为玄武岩和角砾 熔岩 , 其中玄武岩占 7 0 , 角砾熔岩占 3 0 , 为微风化 一 新鲜岩体 , 少量层间层内错动带物质为
5、弱风化 , 但岩 块强度较高 ; 坝区明挖石 渣主要涉及地层为二叠系峨 眉山玄武岩 , 其 中玄武岩约 占 8 0 , 角砾 ( 集块 ) 熔岩 占 2 0 。 开挖渣 料 中角砾 熔 岩虽 然 占一定 比例 , 但 其 岩石 最低 饱和 抗压 强度 ( R =8 0 MP a ) 大于 规范 质 量 要求 。从 表 1中数 据看 , 开挖 利用 料 的抗压 强度较 大 , 岩石 比较硬、 脆 , 可加工性能较差。 表 1 开挖料物理力学试验成果 干 密度 普 通 料 源岩 性 , - 3) 比 重 吸 水 率 l 。 c , 饱 和 弹 性 吸 永 率 摸量 G P a 8 6 - 1 7
6、8 3 1 1 1 2 0 3 l 4 4 3 5 2 - 3 o 6 5 3 0 0 8 0 1 9 6 7 0 抗 压 强 度 M P E 干( R d ) 湿( 詹 ) l 3 3 - l 7 0 8 0 - l l 2 2 1 3 2 7 0 l4 9 - 2 3 0 I 2 7 -l 6 2 8 0 l 2 3 2 1 9 2 9 3 l 6 0 2 6 4 软 化 系 数 坝 区角 砾 熔 岩2 7 1 2 玄 武岩 2 9 2 - 2 洞 室角 砾 熔 岩2 6 4 - 2 玄 武岩 2 9 3 8 2 2 8 4- 2 9 l 0 7 4 一1 6 4 0 9 5 2 9 4
7、2 9 6 O o 9 - 0 2 3 0 8 O 2 8 3 2 8 8 1 0 7 - 2 6 4 l 2 9 4 0 0 5 - 0 1 2 0 0 6 0 0 7 0 0 6 3 O 7 3 0 6 6 0 8 5 0 7 6 0 9 0 2 2塘房坪渣场级 配组成 表 2为塘 房坪 渣 场 的级 配 组 成 , 表 3为 塘 房 坪 渣 场 中粒 径 不 大 于 1 5 0 m m 碎 石 的 针 片 状 含 量 检 测 结 果 。表明渣场中料径 2 0 5 , 8 0 4 0 m m物料 的针 片 状含量偏高 , 大于 1 5 0 m m的物料偏少 , 仅 2 l 。 收稿 日期
8、: 2 0 1 l 一0 6 2 8 作者简介: 陈 迁, 男, 高级工程师, 主要从事砂石混凝土系统设计与咨询工作。E ma i l : c h i c f t a n 0 0 7 1 2 6 c o m 7 4 人 民 长 江 表 2塘房坪渣场的级 配组成试 验成果 粒径 mm 含量 粒径 mm 含量 l 5 O 2 1 O 4 0 2 0 l 7 1 1 5 O8 0 1 7 7 2 05 7 2 8 0 4 0 2 0 7 5 0 6 0 表 3 塘房坪渣场 1 5 0 mm碎石针片状含量检测成果 2 3开挖利用料的加工特性 开挖利用料岩性主要为玄武岩 , 抗压强度较大 , 属 于难破
9、碎物料 ; 同时 , 大于 1 5 0 m m 的仅为 2 1 , 超径 石不多 ; 针片状含量较高。因此 , 工艺设计与设备选型 中应充 分 考虑 特大 岩 石 的 可加 工 性 能 , 利 用 料 中特 大 石偏 少 、 针 片状 含量 过 高等 因素 , 以保 证 加工后 混 凝土 骨料 的质 量 。 3 关键工艺研究 3 1 总体加工工艺 根据 加工 岩石 的 岩 性 、 利 用 料 级 配 特 点及 工程 对 混凝 土骨 料 的要求 , 设 计 总体 工 艺 分 4段 破 碎 。粗 碎 解 决 原岩 中超 径石 的初 碎 和 特 大 石 的补 充 ; 中碎 进 一 步对物料进行破碎
10、, 以获得大、 中石 , 并兼对大、 中石整 形 ; 细碎对预筛后料径小于 8 0 mm的物料进行破碎 , 以获得 中、 小石 , 兼对中、 小石整形 ; 超细碎主要是小石 整形 。粗 碎 与预筛 分 、 细碎 与 主筛分 均 为闭路 生 产 , 中 碎 、 超 细碎 开 路生 产 , 灵 活 方 便 各 级 骨 料 的生 产 调 配 , 预筛与主筛分均为于法生产工艺。图 1为塘房坪砂石 加工 系统 流程 框 图 。 图 1 溪洛渡水 电站大坝粗 骨料加 工系统工艺流程 3 2主要工艺环 节 该加工工艺主要特点是根据开挖利用料的物理力 学 特性 、 级 配组成 和 溪 洛 渡大 坝 对 混 凝
11、 土 骨 料 的质 量 要 求 , 在 设备 选 型上 比较选 用适 合破 碎硬 岩 的设备 , 在 流 程设 计 上 , 考 虑 骨 料 的整 形 和 特 大 石 、 大 石 的获 得 率 。 ( 1 )粗碎。针对物料 的岩性 , 粗碎有两种设备 可 选 , 旋 回破碎机和颚式破碎机 , 从两种破碎设备对产品 的加 工质 量分 析 , 旋 回破 碎 机破 碎 后 续 粒 形 较 颚 式破 碎 机稍 好 , 但工 艺上 旋 回破 碎 机 是 将 毛 料 全 部送 入 破 碎机 , 在 工艺流 程 上仅 特 大 石 经 粗碎 获 得 , 所 以 , 粗 骨 料 的质量 主要表 现 在 特大 石
12、的针 片 状 含量 上 , 粒径 小 于 8 0 I l i T 成 品碎 石 的 针 片状 含量 通 过 后 续 工 艺 能得 到可靠地解决 , 使毛料 中本来特大石含量相对偏 少的 来料经破碎后进一步减少 。颚式破碎机仅将毛料 中大 于 1 5 0 mm 的超 径 石 破 碎 , 有 效 避 免 了毛 料 中特 大 石 与大 石在 粗碎 流程 段 的破 碎 。 由于工 程 四级 配混 凝 土 量 占混凝 土 总量 的 8 6 , 为提 高特 大 石 和大 石 的获 得 率 , 流程 设计 上 将 粗 碎 后 大 于 1 5 0 m m 的 物料 再 进 入 粗碎车间, 可进一步提高特大石的
13、获得率。 ( 2 )预筛分。预筛分的主要功能是分出粒径 1 5 0 8 0 m m级的骨料 , 在 工艺设计上可先将粒径 2 0 5 m m 物料 的一 部 分 作 为 弃 料 , 减 少 物 料 在 后 续 工 序 中 的循 环 。预筛 分 分 级 后 , 将 其 中 大 于 粒 径 1 5 0 mm 的 碎石 直接 进粗 碎车 间或 中碎 车 间 ; 1 5 0 8 0 m m碎 石 部 分经冲洗后送至成 品料堆, 另一部分运至粗碎车问或 中碎车间; 部分 8 0 4 0 m m粒径碎 石送人 中碎 车间; 另一部分 8 0 4 0 m m粒径碎石运至细碎车间; 全部 4 0 2 0 m
14、m粒径碎石运至细碎车间; 由于半成品中 2 0 5 mm碎 石粒 型较 差 , 且 含 量 高 , 因此粒 径 小 于 2 0 mm 的碎 石将 根据 生产 实 际 情 况 , 一 部 份送 入 超 细 碎 车 间 进行整形后转入主筛分堆场 , 另一部份作为弃料 。 ( 3 )中碎 。主要将粒径大于 1 5 0 mm碎石及多余 的 1 5 08 0 m m碎石破碎至 8 0 mm以下 , 并对部分粒 径 8 0 4 0 m m碎 石进 行整形 破 碎 ; 中碎后 的碎 石 进 入 主筛 分堆 场 , 中碎 为开路 生 产 。 ( 4 )主筛 分 。经 中碎 、 细 碎 和超 细 碎 整 形 破
15、 碎 后 的物料( 8 0 0 h i m) 进入 主筛分进行筛分分级 。分级 后 8 0 4 0 m m的碎石一部分经冲洗送入成品料堆, 另 一 部分进入细碎车 间; 4 0 2 0 mm的碎石一部分经冲 洗送入成品料堆, 另一部分返 回细碎车间; 2 05 1T I I T I 的碎 石 经 冲 洗 送 人成 品料 堆 ; 粒 径 小 于 5 m m 的 石 渣 作 为弃料 。 ( 5 )细碎。将 预筛后 的部分 8 O2 0 m m碎 石与 主筛 分后 的 8 02 0 mm 碎 石 进 行 破 碎 整 形 。细 碎 后 第 1 6期 陈 迁 , 等: 用开挖料加工 混凝土 骨料工艺研究
16、与实践 7 5 的物料送入主筛分堆场 , 同时考虑到生产运行 管理的 灵 活性 , 细碎 与 主筛分 车 间形成 闭路 循环 , 灵 活方 便调 配 中 、 小 石 的生产 。 ( 6 )超 细碎 。根 据 相 关 资 料及 工程 经 验 , 粗 碎 后 获得的小石粒形较差 , 针片状含量较高, 对预筛分车间 的小石进行整形处理 , 超细碎后的碎石送人 主筛分堆 场 。 3 3破 碎 及 整 形 工艺 研 究 ( 1 )由于粗碎 采 用 颚 式破 碎 机 , 且料 源 中粒 径 小 于 8 0 m m碎 石 的粒 形 较 差 , 因 此 成 品粒 径 不 大 于 8 O m m的各级配碎石必须
17、通过后续工艺 的整形处理才能 有效控制各级碎石的针片状含量。具体工艺措施是选 用产生针片状含量少 、 粒形好 的中细碎设 备机型 ( 如 圆锥破碎机 ) , 并研究合理先进 的加工工艺。 ( 2 )工 程 采用 的 碎石 原 料 强 度 高 , 如 采 用 反 击 破 作 中碎加 工 , 在 运行 时 , 玄武 岩是 难破 碎 的 、 硬度 高 、 磨 蚀性指数高的岩石 , 钢耗大 , 维修次数多 , 生产没保障 且不经济。圆锥破碎 机具有工作可靠和磨损轻 , 扬尘 少 , 不易过分碎的优点。因此 , 选用圆锥破碎机作为中 细碎的破碎与整形设备。 ( 3 )粗碎与预筛分 、 细碎与主筛均为闭路
18、生产 , 中 碎 、 超细碎开路生产 , 预筛分和主筛分为干法生产 。半 成 品料 进人 预筛 分分 级 , 在特 大石 ( 1 5 08 0 m m) 量不 能满足生产需求时 , 将超径石进入粗碎车间破碎 , 补充 特大石的不足 ; 当特大石量有富裕时 , 则将超径石和多 余的特大石进入 中碎 车间进行破碎 , 生产需要 的特大 石先进行冲洗筛除去其表 面石粉后再进入成 品堆场 ; 粒 径 8 0 4 0 ra m 的碎 石进 入 中碎或 细碎 整形 破 碎 后再 进 人 主筛分 车 间 ; 粒 径 4 0 2 0 m m 的 碎石 进 入 细 碎整 形破碎后再进入主筛分车 间; 生产成 品
19、大石 ( 8 04 0 m m) 和中石 ( 4 O2 0 m m) 的粒形好 , 针片状含量得到 有效控制 ; 粒径不大于 2 O m m的碎石送到超细碎整形 破碎后进入主筛分车间。 ( 4 )经 中碎 、 细 碎 和 超 细碎 整 形 破 碎 后 的 破碎 料 ( 8 0 0 m m) 混 合后 经 主筛分 车 间分级 , 分级 后 的 大石 和 中石 一部 分进 行 冲洗 除 去 其 表 面 石粉 , 再 进 入 成 品 堆 场 ; 另一 部分进 入 细碎 车间 形成 闭路 破碎加 工 , 以满 足 中小石的级配调整 和整形需要; 小石全部进行 冲洗 除去其表面石粉后进入成品堆场。 4
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- 关 键 词:
- 开挖 加工 混凝土 骨料 工艺 研究 实践
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