摘要：機制砂石從誕生之初，就廣泛應用于各種類型土木工程，如公路、鐵路、水利和核電工程等，對這些工程的產品質量起到了至關重要的作用。當前，天然砂石由于限制開展，日益短缺，機制砂石的應用范圍將更加廣闊。
中國砂石骨料網于5月22日-24日在黃山市主辦“2014中國砂石骨料行業(yè)技術發(fā)展論壇”盛大召開并圓滿落幕。為配合本次論壇，中國砂石骨料網還向全行業(yè)和相關單位征集有關經驗交流材料并匯編成冊，旨在幫助砂石企業(yè)及上下游行業(yè)企業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略，開展技術創(chuàng)新，提高產品質量，推動砂石行業(yè)技術進步及健康穩(wěn)定發(fā)展。材料匯編得到了相關行業(yè)企業(yè)的大力支持，涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的論文，對行業(yè)發(fā)展有良好的借鑒作用。
以下為華新水泥股份有限公司戰(zhàn)略發(fā)展高級經理陳江涌的《機制砂石在土木工程中的應用》，原文如下：
機制砂石從誕生之初，就廣泛應用于各種類型土木工程，如公路、鐵路、水利和核電工程等，對這些工程的產品質量起到了至關重要的作用。當前，天然砂石由于限制開展，日益短缺，機制砂石的應用范圍將更加廣闊。
一、不同工程機制砂石的使用特點
（一）公路工程
1、工程特點
公路工程具有點多、面廣、戰(zhàn)線長的特點。機制砂石尤其是機制砂生產就會根據(jù)各標段的資源情況靈活設置，多點布局，以滿足工程需要。
2、機制砂石應用特點
公路工程的機制砂石往往就地取材，多來自路塹開挖地段。在路塹開挖的過程中，比較好的毛料會集中安置，送到砂石廠進行加工，剩下的用于路基回填，以保持土石方平衡。
由于公路工程的機制砂石料源主要來自于開挖階段，不能取舍，砂石質量就會隨著料源的質量產生波動，也會影響到不同類型建（構）筑物混凝土質量。為此，公路砂石廠成品庫還會根據(jù)產品質量情況進行分類堆放。其中，比較好的機制砂石應用于橋梁、涵洞等重點部位，質量一般的砂石應用于不太重要的部位，如護坡、路地分界樁之類部位。
（二）鐵路工程
1、工程特點
鐵路工程具有的特點與公路工程類似，都具有點多、面廣、戰(zhàn)線長的特點，除此之外，由于高速鐵路占比逐漸提高，對行駛的安全和平穩(wěn)度要求比公路高，對機制砂石也提出了更高的要求。
2、機制砂石應用特點
以前鐵路工程中的機制砂石主要獨立使用在鐵路道砟上，現(xiàn)在由于高速鐵路多采用無砟軌道，機制砂石更多地用于配制高性能混凝土。
現(xiàn)在全國的高速鐵路建設全線鋪開，對砂石的需求量增大，對質量要求也越來越高，不僅對顆粒形狀（針狀片）、抗壓強度有較高要求，同時對碎石的化學成份有嚴格要求，不能含有任何可能影響混凝土質量的有害物質。
高速鐵路由于戰(zhàn)線長，機制砂石需要及時保供，多由布置在沿線的小砂石廠供應；但其預制產品使用量也比較大，尤其是無砟軌道的軌道板需求量較大，對砂石質量要求穩(wěn)定，就需要較大的砂石廠來供應，使得機制砂石企業(yè)呈現(xiàn)出集中和分散相結合的特點。
（三）水利工程
1、工程特點
水利工程一般體型巨大，建設周期長，建筑物布置比較集中，高峰期砂石骨料用量大，持續(xù)時間長。
2、機制砂石應用特點
水利工程是最早使用機制砂石的工程類型，從上世紀五、六十年代西南山區(qū)的獅子灘、貓?zhí)铀娬鹃_始使用，多年來積累了較為豐富的經驗。三峽、錦屏、溪洛渡等重點工程的使用使機制砂石工藝走上了世界前沿。
水利工程機制砂石生產已經納入了其主體工程生產組織系統(tǒng)，在工程規(guī)劃之初，就考慮到機制砂石的料源選擇、制備運輸?shù)仁乱恕C制砂石被視作重要的輔助工程，規(guī)模往往很大，現(xiàn)代化程度也比較高。
水利工程砂石用量大，運輸環(huán)節(jié)復雜，多采用間斷—連續(xù)方式和溜槽、溜井運輸方式來進行移動砂石的運輸。
（四）核電工程
1、工程特點
核電工程屬于保密性質工程，建（構）筑物布置比較集中，對安全性、耐久性要求高，也對砂石骨料應用提出更高要求。
2、機制砂石應用特點
1）對砂石質量要求高。核電廠混凝土標號高，幾乎全部采用C40以上的高標號混凝土，局部混凝土（如反應堆安全殼、穹頂）強度達到C75以上，對砂石系統(tǒng)原料的抗壓強度要求也比較高，砂石的含泥量、砂中的石粉含量、云母含量需達到GB/T14684—2001《建筑用砂》Ⅰ類標準要求，系統(tǒng)生產污水要達到零排放標準，多采用半干式制砂工藝技術生產。
2）對砂石耐久性要求高，嚴格防止骨料堿活性反應發(fā)生。
3）由于混凝土防輻射要求高，故多采用重晶石砂石，以便能夠起到防輻射作用。
二、案例分析
筆者以自己在上世紀90年代親自參與的幾個工程為例，來分別介紹機制碎石和機制砂在具體工程中的應用。
（一）三峽古樹嶺人工碎石系統(tǒng)
1、簡介
古樹嶺人工碎石加工系統(tǒng)位于三峽工程左岸，料源為三峽工程左岸基坑開挖的微新巖石。系統(tǒng)由利用料堆場和碎石加工系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)設計處理能力為2650t/h，成品碎石生產能力為2175t/h。1996年9月全部建成投產，建成后成為當時世界上最大的人工碎石加工系統(tǒng)。
古樹嶺人工碎石系統(tǒng)
2、經驗借鑒
1）使用先進設備和材料，提高工效。
古樹嶺人工碎石系統(tǒng)中的初破設備采用PXZ1200/160液壓旋回破碎機，該設備心臟部件的偏心套在長期承受過重的沖擊載荷后，造成損壞。通過調研分析，運營部門采用改性尼龍材料與鋼體復合制作的偏心套替代巴氏合金澆灌的偏心套，很好地解決了旋回破碎機上的難題，這使得偏心套的使用壽命大大延長，創(chuàng)造了很好的經濟效益和社會效益。
運營部門還利用HP圓錐破碎機作細碎，并創(chuàng)新地采用了棒磨機與Barmac聯(lián)合制砂的生產工藝，提高了工作效率。
2）料源地、毛料堆場、加工系統(tǒng)分開布置，有助于組織大規(guī)模生產。
古樹嶺人工碎石系統(tǒng)料源地主要來自于三峽永久船閘基坑，可就地取材，不需要另外礦山開采，距堆場15km。毛料堆場位于永久船閘左側下游陳家沖，占地面積52萬m2，堆場容量約1486萬m3。堆場至加工系統(tǒng)運距2km，加工系統(tǒng)中布置了成品料堆，其儲量12.3萬方，由于生產出的凈料能及時轉運到各個工地上，節(jié)約了料堆占地。
古樹嶺人工碎石系統(tǒng)考慮連續(xù)生產需要，設計了較為合理的工藝流程，滿足土石方平衡的要求，提升了經濟效益。
3）碎石系統(tǒng)廢水處理采用沉淀排渣、達標排放及清水回收的綜合治理方案。
古樹嶺人工碎石系統(tǒng)廢水處理廠主要構筑物由廢水引水渠、沉淀池、反應池、清水池、行走式泥渣抓斗機及排放管等組成。廢水先經沉沙池初步沉淀后渣水分離，分離出的上清液進入反應池，反應池中的上清液加入絮凝劑反應，經二次沉淀及濾清后形成滿足生產要求的生產水，進入清水池的生產水由泵站加壓后送至篩分樓及各用水點，沉淀池的泥渣經濾水干化后，由自卸汽車運至指定棄渣點。最初設計的泥渣干化池無法滿足系統(tǒng)處理廢水的運行要求，1998年對系統(tǒng)的廢水處理進行了改擴建，將原有的三座泥渣干化池合并為兩座沉淀池，并新增兩座沉淀池運行。
（二）貴新高速公路機制砂
1、項目簡介
貴新（貴陽至新寨）高速公路于1998年動工，2011年全路通車，是貴州省第一條出省的高等級公路。該工程地處山區(qū)，天然砂石匱乏，廣泛采用了機制砂，在沿線各標段布置了很多機制砂廠。
2、經驗借鑒
1）石粉含量的控制
機制砂中的石粉是一種有效的填料，可以提高混凝土的密實性，增強水泥石與砂石界面黏結效果，并能改善水泥石的孔隙結構，提高抗?jié)B性能。但石粉含量超過10%，將對混凝土性能造成較大影響，對工程質量不利。為將石粉含量控制在7%～10%范圍以內，貴新工程的砂石廠通過水洗法或收塵法將石粉含量控制在7%以內，同時也避免了將0.075～0.3mm的顆粒“帶走”而造成斷檔。
2）復合砂配制
機制砂棱角多，表面粗糙，單獨用于配制混凝土很難滿足其工作性要求，也不能在泵送混凝土中大規(guī)模利用。貴新工程將機制砂與特細砂按比例混合配制成復合砂，既解決了機制砂的缺點，又調整了復合砂細度模數(shù)，滿足了橋臺等部位所需高性能泵送混凝土工作性要求，同時還降低了成本。
三、建議
1、現(xiàn)在機制砂石混凝土應用于不同的主體，有交通部門、鐵路部門、水利部門等等，行業(yè)交流較少，容易各自為政，應通過協(xié)會擴大交流，統(tǒng)一認識。
2、今后機制砂石的主要應用領域將從“鐵公基”轉向房屋建筑，成為房建工程的主要原材料，這就要求砂石生產單位應根據(jù)房屋建筑結構的特殊性不斷優(yōu)化機制砂石生產工藝。
3、目前多是由工程施工單位自行開采加工機制砂石，用于鐵路、公路等土木工程，按照國際慣例和行業(yè)發(fā)展趨勢來看，未來機制砂石的生產主體將是大型水泥企業(yè)。
由于水泥企業(yè)對砂石和混凝土性能了解不深，不熟悉最終建筑產品的生產特點，生產的砂石就無法完全滿足工程的實際需要。國內水泥企業(yè)發(fā)展骨料應向國際大型水泥企業(yè)拉法基、豪瑞的做法看齊，角色定位應由建筑材料提供商向建筑方案解決商轉化，重視專業(yè)人才的培養(yǎng)，提高產品競爭力。
（作者：華新水泥股份有限公司戰(zhàn)略發(fā)展高級經理陳江涌）
編輯：ls
