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我国水利水电工程混凝土骨料生产技术的发展 摘要: 我国混凝土骨料生产的发展历程大约有半个世纪, 通过对当前我国混凝土骨料生产的评述, 提出了六个重要问题: 1.料源选择与勘探精度, 2.关于生产性试验和小型试验问题, 3.破碎制砂的工艺及设备选型问题, 4.石粉回收和污水处理, 5.物料的水平和垂直运输, 6.砂石系统招标的模式与管理方式。 关键词: 混凝土骨料; 生产发展历程; 重要问题 一、我国混凝土骨料生产技术的发展历程 我国砂石生产技术的进步是随着水利水电工程建设的发展而发展的。早在新中国成立初期, 四川狮子滩水电站和江西上犹江水电站施工就采用了人工碎石系统。上世纪50年代中期, 三门峡、新安江两大水利水电工程开工兴建, 混凝土方量达100 万～300 万m3, 出现了大型机械化的天然砂石料加工系统。此后, 一系列大型水利水电工程开工建设, 如刘家峡、丹江口、葛洲坝等水电站, 天然砂石料加工系统都保持了相当的水平。随着水电工程向河流上游和中西部推进, 天然料源渐趋缺乏, 工程技术人员开始了人工骨料加工技术的研究和实践。 上世纪60 年代初贵州猫跳河二级采用锤式破碎机制砂; 上世纪60 年代中期映秀湾水电站进行了棒磨机制砂的研究试验并取得了可喜成果, 推广应用于工程建设中。在吸取这一成功经验的基础上, 上世纪70 年代兴建的乌江渡水电站建立了500t/h 的以石灰岩为料源的大型人工砂石系统, 成为我国砂石生产技术发展的里程碑。此后人工骨料加工技术得到了飞速发展。除了石灰岩为料源外, 还建立了以花岗岩、砂岩、石英岩、流纹岩、玄武岩、闪长岩、片麻岩、辉绿岩、凝灰岩等多种岩石为母岩的人工骨料加工系统。特别是上世纪90 年代, 三峡、二滩等一批巨型、大型工程的兴建, 使砂石骨料加工不论在规模上还是在技术水平上都达到了新的高度。这些工程在料源选择、料场开采、加工工艺流程及设备、砂石产品的质量等多方面都进入了世界先进水平。我国水利水电工程砂石加工所遇到的岩性的复杂性、多样性在世界各国水电工程建设史上是罕见的。随着工程建设经验的积累,工程技术人员已经逐步找到了对付各种岩性的办法。一些中型工程还精益求精地研究改进砂石生产技术, 经济地生产出优质产品。我国砂石生产技术已经进入了成熟发展时期, 值得认真地总结, 加以提高。 二、混凝土骨料生产的几个重要问题 1.料源选择与勘探精度料源的选定是水利水电工程建设中的重要问题. 经过多年工程实践积累的经验教训, 已成为人们的共识。但这一认识的获得, 是以惨重的教训为代价得来的, 仍然值得认真总结。 料源选择是工程设计前期工作内容之一, 我国早有相应的勘探试验规程, 但过去多数设计单位比较重视坝区的地质勘探试验, 而对建筑材料的勘探试验则不够重视, 有的根本不按规程进行勘探试验, 工程开工之后才发现料源数量不够或是质量有问题,被迫停工另找料源。例如有一个大型电站, 前期勘探试验较少, 料场剥离之后, 发现不但覆盖层很厚, 其流纹岩还含有许多铁质锈斑, 影响混凝土强度,被迫转移料场。另一个大型电站, 开工之后发现料源岩石具有超常磨蚀性,砂石系统设备磨损极快, 生产能力远达不到设计能力, 被迫停工增容改建。 近期正在施工的一个大型水利工程,整个料场只有一个钻孔打入有用层,直到工程开工后的咨询才发现这一问题, 由业主单位另行委托作补充勘探。此类例子甚多, 种种教训已引起水电界的重视, 新出的施工组织设计规范,将料源选定单列一章。即将开工的向家坝水电站, 设计单位做了长期的勘探、试验比选工作, 最终选定距坝址50余km的太平灰岩料场即为一例。国内已建工程的正反面经验教训给出的结论, 就是一定要在工程前期按建筑材料勘探试验规程做好工作, 不能有任何简化、取巧。 2.关于混凝土骨料的生产性试验和小型试验问题 现在各大型工程在混凝土骨料料源选择过程中普遍做砂石骨料的生产性试验, 并已列入规范之中。通常要在料场取数百吨、甚至上千吨样品运往被选定的已建砂石系统做生产性加工试验, 得出产量、级配组成、针片状含量等数据, 并将加工后的砂石产品作为混凝土试验的原料。我们认为, 现在广为采用的生产性试验成果价值不大, 而应以小型试验代替,其理由是: ①一个大型工程的料场储量通常至少数百万立方米, 往往分布有不同的构造带、夹层、甚至岩性都会有变化。而几百吨的岩样往往在某个勘探平洞内或在表面的槽探坑内挖取, 难以有代表性。②通常进行生产性试验的砂石系统的生产能力都在500t/h 以上。经过长途运输的岩样, 在很短时间内被加工完毕, 也很难做到挤满给料, 加工设备的参数难以在试验时间内调整。想要的产量、级配比例、粒形等产品数据不能反映大规模生产时的情况。③我国水电工程砂石生产已经积累了多种岩石、多种工艺流程和设备的运行经验, 已