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        優質混凝土與骨料加工技術研討會紀要
        2013/12/17 13:10:40    新聞來源:施工專業委員會
         

        優質混凝土與骨料加工技術研討會紀要(2013.11

        2013112~3日在成都舉辦了優質混凝土與骨料加工技術研討會。會議由中國水力發電工程學會施工專業委員會和中國土木工程學會混凝土耐久性專業委員會主辦,會同中國長江三峽集團公司、雅礱江流域水電開發有限公司聯合主持,由福建南方路面機械有限公司與中國水電第七工程局有限公司聯合承辦。參加會議的有來自全國水電行業業主、設計、施工單位的領導、工程技術人員和受邀請參會的中國砂石協會代表共86人。會議邀請了從事混凝土材料研究專業、骨料加工技術專業、設備制造專業的國內外專家作了相關專業最新發展的技術報告,與會代表對提出研討的問題和施工專業委員會組織編寫的專著《混凝土骨料料源與骨料加工技術》中的主要論點進行了認真討論,形成會議紀要如下:

        1.會議認為,近二十年來,我國三峽及其后的向家壩、溪洛渡、錦屏、白鶴灘等一大批大型、特大型水電工程在混凝土骨料料源選擇和骨料加工技術上取得了很大進展,經工程實踐證明,料源選擇是成功的,骨料加工技術也有多項成果,值得認真總結。當前我國西部河流上游和藏區正在開發和即將開發的水電工程施工和料源條件更為艱巨,一些施工單位在國外承包的水電工程料源條件也很特殊;有的大型工程提出長壽命優質混凝土的要求,而目前技術的發展,已具備加工優質骨料的基礎。施工專業委員會適應工程發展的需要,在總結經驗的基礎上,組織全國力量編寫《混凝土骨料料源與骨料加工技術》專著,同時與混凝土耐久性專業委員會聯合舉辦"優質混凝土與骨料加工技術研討會"是非常及時和必要的。

        2.本次會議贊同今年8月杭州"優質混凝土與骨料研討會"對我國大型水電工程混凝土骨料料源選擇所做的總結意見,以及本次會議對混凝土耐久性與骨料性能間關系的意見。主要有:

        (1) 重視骨料的綜合性能和對混凝土性能的綜合影響。

        (2) 繼續重視堿骨料反應試驗。

        (3) 繼續深入研究人工砂石粉含量對混凝土性能的影響。

        (4) 對人工骨料有特殊要求的工程,在工程區內無法選擇單一骨料時,亦可用組合骨料。

        (5) 應重視巖石加工性能研究。

        (6) 應重視料場巖石表層風化、灰巖料場溶蝕夾泥的研究。

        (7) 重視料源選擇中的移民和環保問題。

        (8) 料源選擇盡可能全面比較原巖質量和骨料質量、混凝土性能、開采運輸、移民征地、環保、工程投資等各個要素,最終確定技術可行、經濟合理的料源。

        3.本次會議還贊同今年8月杭州"優質混凝土與骨料研討會"對所研討問題的意見,主要有:

        (1) 有關優質混凝土和優質骨料。不同工程原材料存在較大差異,建議根據具體工程實際情況和相關試驗成果,確定優質混凝土的具體指標;同時建議核算不同壽命混凝土工程的工程成本,以鼓勵建設單位建造長壽命混凝土,保持混凝土工業和國民經濟的可持續發展。

        (2) 人工砂石粉中的云母含量如超標,可通過混凝土試驗論證,確定是否允許超標使用。

        (3) 對規范中未規定的有害物質限值,如黃鐵礦,由于其對混凝土的有害作用,建議通過骨料和混凝土試驗規定限值,并建議今后修改規范時明確其試驗方法及其限值。

        (4) 關于骨料級配。ACI207.IR-05中規定小石(5~19mm)分為兩級,分級界限為9.5mm,我國二灘、小浪底工程的國外承包商均將人工砂分為兩級(0~1.2mm,1.2~4.8mm),國內對小石和砂不分級。經討論認為小石和砂的分級對混凝土性能是有利的,特別是在級配不良時,分級更為有利。建議通過混凝土試驗論證分級的合理性。

        (5) 人工砂中石粉含量超標問題??紤]到不同巖性巖石的石粉對混凝土性能影響規律存在差異,如灰巖石粉在含量適度的情況下對混凝土是有利的,建議根據具體工程實際情況通過混凝土試驗確定合理限值。

        (6) 對骨料技術要求是否全部滿足規范才能使用問題。與會專家認為,要根據具體情況而定,如骨料個別指標不合格,或超標不多,不應立即否定,建議相關規范中規定通過混凝土試驗論證存在不合格項指標的骨料可用性。

        (7) 關于人工骨料小型試驗問題(巖石的功指數和磨蝕性指數)。小型巖石試驗簡單易行,是國外通行的做法,其試驗結果對確定巖石加工性能有重要參考作用,《水電工程砂石加工系統設計規范》(DL/T5098-2010)已規定大型、特大型砂石加工系統,宜對所選料源石料做小型試驗,但不少工程仍未執行,建議今后水電工程料源選擇應按新規范執行。大型生產性試驗在料源選擇階段是否進行,建議視具體工程情況而定,一般可不進行,只在對所加工巖石完全缺乏經驗時再確定是否進行試驗。

        (8) 對料源選擇階段時工程投資計算比較問題。建議除計算料源的直接費用外,還應考慮膠材用量、溫控、后續工程修補維護等費用作比較,同時進一步探討全生命周期總投資比較的可行性。

        4.關于骨料精細化、環保生產成套技術

        目前砂石生產技術的發展,已能生產質量較好的粗、細骨料,其中細骨料細度模數及其變化范圍FM2.6~3.0范圍內任選,波動值可控制在±0.06以內,人工砂的級配和粒形、石粉含量、含水率等能做到較精確控制,其性能可以保持較高的穩定性。優質骨料對降低混凝土單位用水量和膠材用量,提高混凝土的工作性和密實度極為有利,從而可提高混凝土耐久性。優質骨料為優質混凝土提供了堅實的原料基礎,建議大力推廣能夠生產優質骨料的精細化、環保生產成套技術。

        5。與會專家同意施工專委會對近期骨料加工技術進展的意見,主要有:

        1)近幾年西部一些大型水電工程的建設促進了砂石加工技術的新發展,適應了料源的多樣性。已遇到過的巖石種類:灰巖、花崗巖、玄武巖、砂巖、流紋巖、凝灰巖、片麻巖、正長巖、輝綠巖、砂板巖、大理巖、白云巖等。

        2)西部一些大型水電工程(例如小灣、錦屏一級)料場特別困難的地形、地質條件成功采用了豎井、斜井開采運輸(最大高差達513米),為今后更加困難的工程建設創造了新經驗。

        3)長距離空間曲線帶式輸送機在錦屏二級、龍開口水電站的成功使用具有里程碑意義,為今后大量砂石骨料運輸開拓了新思路。

        4)制砂工藝是砂石生產技術的核心。水電工程目前采用的棒磨機制砂、立軸破與棒磨機聯合制砂、兩級立軸破制砂等方式,基本上可以滿足國家規范要求,但還存在不同缺陷,特別是要進一步提高砂石產品品質,突破現行規范指標還有很大困難。最近國內企業在引進國外技術基礎上,可以提供全干法生產的全套制砂設備,砂的成品指標遠優于國內規范的規定,且整條生產線可做到低塵、低噪音生產。優質砂石產品為生產優質混凝土打下了堅實的原料基礎,值得大力推廣。

        5)近期水電工程還解決了干法石粉分離技術、粗骨料整形技術、細顆粒分離技術等難題,為進一步提高砂石品質積累了豐富經驗。

        結論:混凝土的諸多材料中,除砂石外的其他材料均由工廠生產供應,品質較有保證,只有用量最大的砂石由現場加工,其質量指標會因各種因素產生波動,進而影響混凝土性能?,F在砂石加工工藝和設備的發展具備制出質量指標更優的優質骨料條件,從而為長壽命優質混凝土提供了原料保證。

            建議在國家規范一時尚未修訂的情況下,可以先提出工程的企業標準,分級定價。鼓勵施工企業努力探索提高砂石加工工藝,鼓勵設備制造企業努力開發出新設備,制出優質砂石骨料,進而提高混凝土施工性能和長期性能,建成優質工程。

        6.  對骨料加工技術提出研討問題的意見 

        (1)      制砂工藝

            制砂工藝有濕法和干法兩種基本生產方式,各有利弊。這兩種方式不應對立,各有不同的適用條件。一般來說濕法適用于巖石中含泥量較高的場合。部分先進國家對這兩種方式結合使用解決得比較好,國內應根據具體工程情況積極推廣環保型干法生產。半干法生產是國內發展出來的一種制砂工藝,在條件合適時采用這種工藝比較經濟,但對含泥量較大的巖石則應慎重研究。

        (2)      砂的分級

            國外水電工程(歐美、日本)施工大多把砂(4.8mm以下)分為2~6級(因為工藝過于復雜后來只分為2級),我國二灘和小浪底兩個工程的國外承包商都把砂分為兩級,分級界限為1.2mm。我國國內其他工程則不再把砂分級。材料專家認為,砂分成2級對改善混凝土質量是有利的,建議將砂的分級納入相關規范。

        (3)      石粉含量和粒徑控制

            我國混凝土施工規范對碾壓混凝土和常態混凝土用砂提出了砂的石粉含量的不同要求,不少工程的實踐和研究(如百色、錦屏)表明砂中石粉(特別是碳酸鹽類巖石)在一定含量和粒徑條件下對混凝土是有益的,而且其中的細粉(小于75μm45μm)含量還需有一定比例?,F在發展起來的全干法工藝可以做到石粉含量和粒徑的控制,應積極研究采用。

        (4)      砂的含水率控制

            我國混凝土施工規范要求砂的含水率小于6%,不少工程沒有完全做到,特別是有的工程(如金安橋)料源開采過程中出現難透水的夾層,即使長時間堆放成品砂,含水率還大大超標?;炷恋难芯勘砻?,混凝土中加水量增加及其波動對混凝土耐久性極為不利,作為骨料加工工藝專業應從制砂工藝上研究改進,如采用全干法生產可以有效控制砂的含水率穩定在2~3%之內,對提高混凝土質量十分有利,應予推廣,但必須同時做到完善的收塵,達到國家規定的排放指標。

        (5)      關于粗碎機選型

            用于粗碎的機型主要是顎破、旋回破、反擊破三種。與會專家認為:

        1)旋回破產品的粒形優于顎破,但機體重、土建量大,對水電工程施工的臨時性工程來講,在巖性條件合適時一般應先考慮采用顎破。

        2)反擊破主要是沖擊破碎原理,其產品粒形優于顎破和旋回破,在采用灰巖料源時,粗碎用反擊破較多,當母巖硬度較大、磨蝕性較強時,因其對板錘的磨耗較大,粗碎較少用它,但遇到母巖呈片狀分布時(如錦屏一級),宜研究采用反擊破粗碎,以保證產品粒形。

        (6)      粗骨料整形

            錦屏一級粗骨料料源為呈片狀分布的變質砂巖,系統投產后出現特大石針片狀嚴重超標,最后通過試驗確定增加大石整形車間,安裝三臺中碎反擊破對特大石成品整形,基本達到要求。小灣左砂系統投產初期,圓錐破生產的中石片狀超標,以后經立軸破整形才解決。

        由于沖擊破碎產品的粒形較好,建議今后工藝設計考慮利用立軸破對中、小石進行整形和加工。

        7)關于兩級立軸破工藝與半干法生產

            兩級立軸破工藝與半干法生產相伴在以灰巖為料源的索風營等工程得到成功使用,有較好的技術經濟指標,施工專委會曾大力推動這一工藝的推廣,以后得到進一步發展,成功用于硬巖料源的工程(如臺山核電),但隨著應用工程范圍的擴大,這種工藝在遇到含泥量較大的料源時應慎重使用。

        8)溜井運輸

            溜井運輸適用于石料場陡峻狹小的地形條件,近期水電工程已有較多應用。一般采用雙井,但對于同時有其他開采運輸手段的料場,使用單豎井也是可行的(如龍灘大法坪系統、麻村系統、錦屏一級三灘系統)。

        9)關于地下開采問題

            目前料場開采都用露天開采方式,造成高邊坡穩定和環保問題,特別是當前大規模的民用石料場開挖,造成嚴重的環境破壞。國外有的國家石料采用地下開采,國內小灣水電站孔雀溝料場出現料源不夠時,曾研究過地下開采方案,其成本比另選料場還低。今后在環境條件較嚴時,宜積極研究地下開采方案。

        (10)    砂石生產系統應積極研究模塊化、智能化。中小型系統宜優先采用移動和半移動方式。

        (11)    環保技術

            目前環保指標都有明確要求,當采用濕法生產時,污水處理工藝主要由預處理、中間處理、末端處理三部分構成。預處理要解決粗顆粒(細砂和石粉回收),主要采用螺旋洗砂機、鏈條刮板機、砂水分離器等;中間處理用高效旋流凈化分離器、輻流沉淀池、平(豎)流沉淀池、斜板沉淀池等;末端處理污泥主要用壓濾機、真空過濾機、離心機等。實際工程往往因投資大、運行費高,裝而不用,環保設施成為擺設,而DH高效旋流凈化器處理效率高、運行成本低、占地面積小,是值得研究推廣的方式。

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