一种可替代天然砂的机制砂制备方法

摘要

一种可替代天然砂的机制砂制备方法，由四种或四种以上不同规格的砂为半成品，在建设用砂级配、石粉含量、泥块含量、细度模数等标准约束下，进行混合而成。该方法有助于实现废弃资源的循环利用，具有综合成本低廉、操作简单、工艺环保、可大规模连续生产等优点，并且产品工艺质量完全符合建设用砂标准，可完全替代天然砂，可广泛应用于桥梁、道路、管桩、楼宇等建筑混凝土领域。

主权项

一种用于替代天然砂的机制砂制备方法，包括以下步骤：（1）选择原料选用岩石、尾矿或废弃建筑混凝土，通过筛选除去其中杂质，作为机制砂生产原料；（2）制备半成品机制砂①0～5mm普通机制砂：将粒径大于4.75mm的原料依次进行粗碎和中、细碎处理，然后将中细碎后的石料经过筛分、筛上水冲洗、捞取和脱水工艺，得到0～5mm普通机制砂；②0～3mm细砂：取部分步骤①中的0～5mm普通机制砂，筛分得到0～3mm细砂和3～5mm石屑；③0～5mm优质机制砂：将步骤②中分离的3～5mm石屑进入整形破碎工艺以进一步破碎，整形破碎后的石料经过筛分、筛上水冲洗、捞取和脱水工艺，制得颗粒形状好、级配和细度模数得到优化的0～5mm优质机制砂；④0～1mm细砂：将步骤①和③中的含细砂生产废水固液分离，提取0～1mm细砂；（3）计算配合比检测各种半成品机制砂的级配、细度模数、泥块含量、石粉含量和亚甲蓝值指标；然后基于建设用砂质量标准，通过以下方法计算各半成品机制砂的配合比，以确保混合后所得成品的级配、细度模数、泥块含量、石粉含量和亚甲蓝值指标完全符合标准要求；以生产m区、n类别建设用砂为例，配合比计算方法如下：级配约束：$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(A_{4.75}\left(i\right)X_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\in B_{4.75}\left(m\right)$$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(A_{2.36}\left(i\right)X_{i_i}\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\in B_{2.36}\left(m\right)$$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(A_{1.18}\left(i\right)X_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\in B_{1.18}\left(m\right)$$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(A_{0.6}\left(i\right)X_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\in B_{0.6}\left(m\right)$$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(A_{0.3}\left(i\right)X_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\in B_{0.3}\left(m\right)$$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(A_{0.15}\left(i\right)X_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\in B_{0.15}\left(m\right);$细度模数约束：$\frac{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}\left((A_{0.15}\left(i\right)+A_{0.3}\left(i\right)+A_{0.6}\left(i\right)+A_{1.18}\left(i\right)+A_{2.36}\left(i\right)-5\times A_{4.75}\left(i\right))X_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}\left((100-A_{4.75}\left(i\right))X_i\right)}\in S\left(j\right);$产量约束：X_K≤D_K，K=1、2、3、4；石粉含量约束：$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(F_i{X}_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\le C_{t1}\left(n\right);$泥块含量约束：$\frac{\underset{i}{\overset{4}{\Sigma }}\left(G_i{X}_i\right)}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{X}_i}\le C_{t2}{\left(n\right)}^{;}$其中：B_4.75（m）、B_2.36（m）、B_1.18（m）、B_0.6（m）、B_0.3（m）、B_0.15（m）分别为标准规定的机制砂不同方孔筛筛余比例区间，m取值为1、2、3，分别代表机制砂级配1、2、3区；S（j）代表机制砂细度模数区间，j取值为1、2、3，分别代表粗砂、中砂和细砂；C_t1（n）代表最大石粉含量标准，其中t=1为MB≤1.4时的石粉含量约束标准，t=2为MB＞1.4时的石粉含量约束标准；C_t2（n）代表最大泥块含量标准，其中t=1为MB≤1.4时的泥块含量约束标准，t=2为MB＞1.4时的泥块含量约束标准；以上n为建筑用砂类别，取值为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；A_4.75（i）、A_2.36（i）、A_1.18（i）、A_0.6（i）、A_0.3（i）、A_0.15（i），i取值1、2、3、4，分别代表0～1mm细砂、0～5mm优质机制砂、0～5mm普通机制砂、0～3mm细砂四个规格的方孔筛筛余比例检测值；其他参数定义如表1所示；表1：其他参数变量定义通过以上方法可以确定四种半成品机制砂的配合比；（4）混合根据步骤（3）中计算的配合比，通过控制各半成品机制砂的给料量，由混料机实现进行均匀混合，从而制得可完全替代天然砂的机制砂。