機制砂的常用技術參數及標準隨著國內需求的拉動，各地公路，鐵路等基建的投入日益增大，迫切需要大量的砂石。為了保護生態平衡，國家明文禁止擅自開挖天然砂（清理河道除外）。天然砂供量大大跟不上需求。因此，機制砂的開發就十分迫切地提到議事日程上來了。鑒于機制砂是巖石爆破后，經機械破碎或卵石經機械破碎并篩分而成的，其強度等性能都較天然砂優越。另一方面，有些金屬與非金屬礦山在采礦與加工過程中，產生出大量尾礦，迫切需要綜合利用。故生產機制砂代替天然砂是一個必然趨勢。一方面可以使大量的尾礦和卵石可利用，另一方面可通過機械加工，生產出質量好，能適應各種標號混凝土的需要。實踐也證明，機制砂無論在物理性能還是化學性能上都優于天然砂。 于是，鄭州通用礦山機器公司站在戰略高度，貫徹科學發展觀，增強人類環保責任感，大力開發，積極推廣機制砂設備，研制出的具有自主知識產權的一系列新型制砂機，細碎機，全面體現了人類與自然和諧發展的理念，技術水品更是國內一流，國際領先。 通過研究，鄭州通用總結出：一、機制砂的要求破碎物料，砂石行業的要求與礦山破磨行業的要求有所不同。而目前生產機制砂設備的公司大部分由礦山機械制造行業來擔當，故首先必須對砂石的要求作一了解。礦山設備對破碎物料的顆粒要求是細。一般而言，對針片狀的物料進入磨機，反而更易被磨碎。而碎石的要求與上述相反，對其粒型，粒級的要求十分嚴格。其原因在于立方形砂由于其帶棱角，使之顆粒間有一種相互鎖緊的作用。而砂的連續級配又能使空隙大大降低。同時立方形砂比圓形砂占有更大的表面積，使瀝青和物料或水泥和物料粘在一起減少位移的可能性。二、砂的定義，按照機制砂的定義：經除土處理，由機械破碎，篩分制成的粒徑小于 4.75mm 的巖石顆粒。但不包含軟質巖石，風化巖石的顆粒。砂的規格：砂的規格按細度模數（ Mx ）分為粗，中，細三種。其中：粗砂的細度模數為 3.73.1中砂的細度模數為 3.02.3細砂的細度模數為 2.21.6砂的等級：砂的等級按其技術要求分為：I ， II ， III 三個等級。三、機制砂的用途： I 類砂適用于強度等級大于 C6 的 混凝土。 II 類適用于強度等級 C30C60 及抗凍，抗滲或其他要求的混凝土，水工混凝土。 III 類砂適用于強度等級小于 C30 的混凝土和建筑砂漿。四、特點：砂的粒徑在 4.750.15mm 之間，且小于 0.075mm 的石粉應有一定的限制，其粒級分為 4.75 ， 2.36 ， 1.18 ， 0.60 ， 0.30 ， 0.15 ，最好要連續，且每一粒級要有一定的百分比，其粒型最好呈立方體，對其針片狀含量也有一定要求。五、制砂的巖石：制砂的巖石一般有花崗巖，玄武巖，天然河卵石，安山巖，流紋巖，輝綠巖，閃長巖，砂巖，石灰巖等品種。其制成的砂按巖石的種類不同，有不同的強度和不同的用途。六、制砂設備的選擇適合機制砂生產的礦山設備有很多，但就目前而言，主要有以下 7 種，分別為： 1. 立式沖擊式破碎機； 2. 立軸反擊細破碎機； 3. 可逆反擊式破碎機； 4. 可逆錘式破碎機； 5. 輥式破碎機 ;6. 圓錐破碎機； 7. 棒磨機。這些制砂設備各有不同的特點，各有不同的用途闡述機制砂顆粒級配控制2010-12-08 08:58機制砂生產過程中影響機制砂級配的因素主要有兩個，一是打砂機破碎方式，另一是機制砂的篩分環節。機制砂的破碎方式是影響機制砂級配的內在因素，而篩分環節則是決定顆粒級配最為重要的外在因素。因此要控制好機制砂的級配主要從這兩方面人手。目前，應用范圍較廣的兩種破碎方式分別為反擊式破碎機與沖擊式破碎，其中反擊式破碎生產的機制砂棱角性較多，粒型較差但砂的級配較好；沖擊式破碎所產機制砂顆粒呈圓型顆粒狀，粒型較好，但級配具有“兩頭多，中間少”的特點。為此，忻阜高速公路結合兩種類型破碎方式的特點，采用反擊式與沖擊式破碎相結合的破碎方式，從而獲得粒型、級配較好機制砂。控制機制砂產品級配的另一個重要因素就是篩分環節，其中振動篩的篩孔形狀、尺寸以及篩面傾角大小是影響機制砂質量的關鍵性參數；機制砂生產過程中有較大含量的石粉顆粒，且對級配要求較高，一般都采用正方形方孔篩，不宜選用長方形和圓形篩孔。為使物料達到良好的篩分效果和處理量，根據振動篩廠家的經驗，篩面的傾角一般控制在20。左右為宜。振動篩的篩孔尺寸直接影響著機制砂的細度模數、級配以及石粉含量。如圖2和圖3所示：篩孔尺寸越大，機制砂的細度模數越大，級配中236以上的顆粒含量也隨著增加，根據實驗結果，篩孔的實際尺寸控制在3545之間，機制砂的顆粒級配、石粉含量以及細度模數可以滿足生產要求。在忻阜高速機制砂實際生產過程中，振動篩的篩孔尺寸為38rnm，經篩分后，所得機制砂級配中236以上的含量在136148之間，機制砂級配合理能夠滿足實際工程的需要。1.福建地區機制砂產業發展的現狀 福建地區天然砂資源豐富，福州的閩江、廈門的九龍江等河流為福建地區提供了充足的天然砂資源。十多年前當我國北方一些地區在為天然砂頻臨枯竭而不得不研究發展機制砂時，我們福建地區并未產生危機意識，而且每年還在繼續大量出口天然砂，出口到日本、臺灣、韓國和新加坡，到2007年國家禁止出口天然砂時，福建省每年的出口量達到了近3000萬噸，約占全國出口總量的60%。并且隨著福建經濟的快速發展，當地建筑的用砂量也是逐年增加，每年達到5000多萬噸，如此大量的開采，再豐富的資源也會有枯竭的時候，致使天然砂資源逐步減少，甚至難以完全滿足當地建設的需求，在此情況下，國家出臺了禁止天然砂出口并對港澳臺出口實行總量控制的出口許可證管理制度，福建省對臺出口，2010年的指標是400萬噸，數量只有控制前得13%。臺灣地區區域狹小砂石資源比較匱乏，特別是北部地區尤為嚴重，福建從1998年開始有規模的對臺出口，支援臺灣的建設，十多年來建筑業已經習慣了大陸砂，目前也無法找到更好的替代資源，天然砂出口數量的減少，為機制砂騰出了很大的市場空間。日本、韓國、新加坡禁止出口后，也只有機制砂可以取代，國際市場對機制砂的需求為機制砂產業提供了廣闊的市場。 2.機制砂原料資源豐富、條件成熟 從地質看，福建的地貌是八山一水一分田，雖說這一說法不夠科學嚴謹，但也充分說明福建的山脈之多，并且超過80%的山脈是由石頭構成，且多為花崗巖、泥灰巖和石灰巖，花崗巖石料是最佳的機制砂原料，福建大部分的花崗巖原料的二氧化硅含量約為65%,天然砂的二氧化硅含量約為75%，非常接近，只多了些云母成分。外觀顏色也與天然砂（黃砂）非常一致，如果是加工質量比較好的機制砂，不是專業人士是很難分辨其是天然砂還是機制砂。福建省的機制砂目前還是以碎石廠得尾礦-碎石粉為主，專業生產線集中在閩南的廈門和漳州地區，閩南地區建筑業比較發達，每年碎石場產生的尾礦-碎石粉約1000萬噸，在沒有機制砂利用之前，一部分用來做路基，大部分堆積山中，影響生產，占用土地，造成環境污染，廠家為處理石粉還要增加費用。而現在成為了機制砂的原料后，碎石粉的使用價值提高了，現在1立方米的碎石粉的價格約15元，一個中型年產100多萬噸碎石的碎石場，每年的石粉收入近500萬元，機制砂產業既解決環境污染，又提高了資源利用率，更為競爭激烈的碎石場帶來了不少利潤，形成綜合效益。在國外一些發達國家研究使用機制砂已經有幾十年的歷史，我國研究機制砂也有十多年，工藝設備基本可以滿足機制砂產業的需求，機制砂的發展條件成熟，勢在必行。 3.機制砂的出口情況 目前臺灣對機制砂的需求量比較大，隨著國家對臺灣天然砂數量逐年遞減政策的貫徹執行，機制砂的需求量也會逐年增大，但目前機制砂產品的質量還不夠穩定，原料也比較雜亂，真正要臺灣業者完全接受機制砂取代天然砂市場還需解決許多問題： （1）原料的選擇 出口機制砂的質量要求比較高，特別是臺灣市場，客戶花高成本購買機制砂的用途是用于商用混凝土，使用客戶大都是規模比較大的企業，如臺泥、亞泥、國產、力泰等臺灣最大的預拌混凝土企業，使用的工程也大都是臺灣較大的重點工程，這樣對機制砂的質量要求較高。要想生產高質量的機制砂，原料的選擇非常重要，在福建地區的碎石尾礦中花崗巖尾礦最適合作為高質量機制砂的原料，它的主要特點是：化學成分近同于天然砂，主要成分二氧化硅的含量和閩江、九龍江的天然砂相差不大：顏色同于天然砂，福建地區的花崗巖的顏色大都含有黃、紅、灰色，特別是銹石花崗巖碎石粉顆粒，經過水洗篩分加工后，其顏色和天然黃砂幾乎一樣：抗壓強度高，其所加工的機制砂的壓碎指標都小于25%；顆粒形狀好，呈圓菱形狀，和天然砂的形狀類似，滿足高質量機制砂的要求。 （2）細度模數大的問題 福建地區碎石場生產的碎石粉，大都是通過5-7MM的篩網篩分過，但也混雜有較大的顆粒，必須經過篩分，篩網有方孔網和圓孔網，由于對角線尺寸差別，同樣尺寸的篩網，方形篩網篩出來的細度模數較大，這只是個換算問題，以方形網為例，用5mm篩網篩分其細度模數FM約為3.5，成品率約為70%；用4 mm篩網篩分其細度模數FM約為3.2，成品率約為60%，用3.5mm篩網篩分其細度模數FM約為2.9，成品率約為50%；用3mm篩網篩分其細度模數FM約為2.6，成品率約為35%；3mm以下的篩網成品率太低，不符合效益最大化原則。并且FM值達到2.6已經滿足臺灣建筑業的需求。由于習慣不同臺灣北、南部對細度模數的要求也不一樣，北部地區一般是2.6-2.8，南部地區一般是2.5-2.7.如上所述，根據要求不同篩網可以選擇 3-3.5mm之間尺寸的篩網，細度模數大的問題可以解決的，但這樣有超過50%的大顆粒需要二次破碎加工進行循環篩分。目前制砂設備有多種品牌、型號，特別是上海巍立路橋針對福建機制砂原料的具體情況設計研發了新型的SVIB制砂機，該制砂機最大的特點是設備功率小但產量比同等功耗的制砂機提高25%，且其獨特的設計能夠實現效益的最大化。 （3）粗糙度問題 機制砂的表面粗糙度比天然砂的打，要想滿足混凝土的和易性等要求必須對機制砂的粗糙度進行加工處理。選擇花崗巖材料的顆粒度形狀較好，針片狀顆粒很少，大部分是菱形結構的，但還是菱角較多，這就需要對顆粒進行整形處理，目前的方法主要還是具有整形功能的石打石的離心破碎設備，而不是直接擠壓式破碎辦法，最好是在開始碎石破碎加工時就選擇具有整形功能的設備。通過整形處理后的機制砂其表面粗糙度會大大改善，混凝土的強度也會提高，完全可以滿足高級混凝土的要求，并能與天然砂相媲美。 （4）含粉量及級配的控制 采用水洗除粉工藝控制石粉含量，有效的把握含粉量指標控制在5%左右對混凝土的工作性能和級配有利。并且福建大部分的碎石礦山的表面都有不同程度的土層，幾米甚至幾十米，一般情況下很難在開采前處理干凈，這就難免在石粉中混入一部分泥土，特別是福建多雨，雨季開采更難免黏上泥土，所以水洗是加工機制砂的有效辦法。吸水率高是機制砂的一個缺點，通過水洗可以使砂顆粒預先吸收水分，改善其吸水率。機制砂在生產水洗的過程中，在去除泥土、雜質和多余的 0.08mm以下石粉的過程中，也會洗掉部分0.3mm以下的細顆粒部分，這樣會造成機制砂的顆粒級配不好，并且會造成細度模數變大的問題，所以必須有效的控制細顆粒部分的流失，比較有效的辦法就是在生產過程中增加泥沙分離設備，對流失的細顆粒部分再回收回來，目前這方面的工藝設備比較成熟，不存在技術問題。上海巍立路橋生產的細砂回收系統能夠很有效的解決這個問題，投資低，見效快，可以穩定機制砂的顆粒級配，并且可以根據需要對級配進行調整控制。 （5）環境二度污染問題 水洗有可能造成二度污染問題，但這一問題不難剞劂，通過細砂回收系統對流失細顆粒的回收，0.08mm 以上的顆粒被回收，流失的0.08mm以下顆粒部分和泥土通過沉淀池沉淀可以得到完全的控制，水也可以循環使用。 3.福建機制砂的的發展趨勢與展望 目前福建地區出口機制砂的市場主要是臺灣，銷售形勢較好，今年的銷量有望達到500萬噸，在天然砂出口指標每年遞減的政策下，臺灣對機制砂的需求會逐年增加，未來的發展態勢良好，但也存在諸多問題： （1）機制砂的生產應專業化 出口機制砂作為一個產業，盡管碎石尾礦碎石粉作為機制砂的原料來源一舉多得，是一個很好的選擇，但并不是唯一的選擇，出口產品要保持長久的市場并可持續發展，必須有一個穩定的質量和貨源，原材料碎石尾礦的數量是由生產碎石的多寡來決定，一旦國內建筑市場不好，碎石需求量減少，出口機制砂的原材料的數量就無法穩定，滿足不了出口機制砂的需求，其質量也是千差萬別，末端篩網規格不一，給生產帶來很大的難度。所以機制砂的生產必須專業化，既建立從礦山開采礦石、破碎加工、篩分、水洗、回收到機制砂產品一條龍