抽水蓄能电站砂石加工系统人工砂含水率控制探究

董应龙

中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安 710024

1 砂含水率波动对混凝土质量的影响

细骨料作为混凝土的原材料之一，其含水率是影响混凝土质量的重要因素。砂含水率的波动直接影响混凝土的质量和施工性能。成品砂含水量增加1%，混凝土水灰比增加0.03，造成混凝土坍落度波动30～40mm[1]。

水电站砂石系统自投入生产运营，由于前期供应强度低，所以整个成品砂含水率控制在6%以内，但随着地下电站，泄洪洞开始浇注混凝土，砂子和碎石骨料混凝土的增加，系统生产的成品砂无脱水时间，砂含水率高，不稳定，导致混凝土拌和物性能和坍落度不稳定，同时对温控混凝土加冰量也产生一定影响，增加了混凝土生产质量控制的难度。

2 成品砂生产主要工艺

抽水蓄能电站砂石加工系统生产的成品砂主要来自以下几个部分[2]：①超细碎车间0～40mm出料先经第二筛分车间筛分，筛下料（0～5mm）送入螺旋洗砂机洗选后进入直线振动筛脱水，经20#、28#与43#胶带机送入成品砂仓；②制砂原料堆出料经棒磨机研磨后，送入螺旋洗砂机洗选后进入直线振动筛脱水，经42#与43#胶带机送入成品砂仓；③细砂回收车间回收的石粉及细颗粒物料经42#与43#胶带机送入成品砂仓。成品砂由以上3种来料混合组成，均为“湿法”生产工艺。

抽水蓄能电站砂石处理系统的成品砂生产工艺为“湿法”生产工艺，成品砂为水洗砂。虽然各工序产生的砂粒均经脱水筛脱水，但普通直线振动的脱水效果远小于高频脱水筛脱水效果。生产过程中检测出43#胶带机上含水率高达14%。因此，成品砂入库后必须有良好的脱水环境和足够的脱水时间，否则不能满足拌和楼生产需求。

3 系统生产管理中存在的问题

（1）物料来源含有金属、导爆管、纤维袋、木梢、树枝等杂物，进入砂石加工系统后会影响骨料的生产。尤其是一些长度超过80cm的异物进入粗碎车间后，很可能会卡在反击式破碎机料斗与受料机之间，从而切断胶带。因此，系统需要停止生产和维修，导致骨料生产时间不足，无法满足要求。

（2）成品砂仓廊道卸料口截水槽存在锈蚀、堵塞，导致砂仓底部的水分直接流入地弄内的上楼胶带机形成积水。加料时，这部分水直接送到拌和楼内的砂仓中。

（3）成品砂仓雨棚两端封闭，影响砂仓整体通风，不利于脱水。同时，雨棚天沟淤塞，排水不顺畅，雨水会溢出到成品砂仓。

（4）砂仓底板未硬化，易板结，自然排水不畅，影响细骨料脱水。

（5）成品砂产量未能达到设计产能，生产堆存、自然脱水、送料使用的循环规律无法形成，脱水时间不能满足需要。

4 控制措施

项目部首先对成品砂中的保水物质进行检测。在“湿法”生产工艺下，测得成品砂石粉含量为12.5%～14.0%，排除了因石粉含量过多而导致排水量缓慢的因素[3]。最后，项目部从物料来源到成品砂仓的整个流程出发，根据系统周边环境的影响，结合系统运行管理系统，分两个阶段确定改进措施。

（1）第1阶段。该阶段主要考虑了“人、机、料”三要素，处理方案如下。①加强有用料渣场及砂石处理系统操作人员的检查和管理，防止长度超过80cm的异物进入砂石处理系统，损坏系统设备。同时，对仓库备品备件进行检查和补充，加强系统设备的维修、保养质量。②对粗碎车间下料斗进行改造，调整下料斗收料宽度角度，防止80cm以下的异物卡在下料斗与胶带机之间，造成胶带划破问题。③修复砂仓廊道卸料弧门截水槽，拆除冲洗廊道胶带机背面水管，固化廊道胶带机进料前清扫胶带机上积水制度，阻止外来水进入拌和楼砂仓。④改进砂仓翻料和进料管理系统。2m以下层用挖掘机翻料放置喂料平台24h以上，脱水处理后使用。

（2）第2阶段。该阶段主要考虑了“法、环”两要素，主要处理方案如下。①拆除砂仓廊道口及后边坡部分防雨棚，改善砂仓通风效果，加速成品砂脱水。②清理砂仓雨棚屋檐排水沟淤砂，使排水通畅，防止雨水漫溢至砂仓内。同时，加深加宽后边坡处排水沟，阻隔雨水流入成品砂仓。③硬化砂仓底板，防止底板板结，疏水不畅。④将砂料堆分为大小料堆，按照砂仓小堆（堆高16m，单堆方量7000m3）、大堆（堆高16m，单堆方量13000m3）两种堆放方式掌握砂仓成品砂脱水规律，制定砂仓分区管理制度，形成生产堆存、自然脱水、上楼使用的循环生产、供应模式。

5 成品砂含水率控制效果

经第1阶段改进后，成品砂含水率较之前有较大改善。经改进后的成品砂含水率基本稳定在7%以下，较之前的4.6%～9.2%的范围缩减了37%。同时，含水率处于6%～7%范围的比例提高了42.6%，达到73.6%，相比于改进前，成品砂的含水率在稳定性上得到极大提高。拌和楼试验质控人员反馈出机口混凝土坍落度受控，混凝土生产质量较稳定。但是成品砂含水合格率不满足合同规定超过85%的要求，还有极大的上升空间。

经第2阶段改进后，周边环境条件对成品砂仓脱水效率的影响得到进一步缓解。改进后，成品砂含水率由第1阶段的最大含水率7.2%、合格率（6%以下）26.1%，转变为最大含水率7.0%、合格率（6%以下）90.3%。整改成果理想，满足合同要求。

6 结束语

人工砂含水率控制要从生产工艺和生产管理中寻找问题，考虑“人、机、料”以及“法、环”等几大要素总结处理方案，整合为满足需求的含水率控制方案。