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从”超密”谈二灰碎石最大干密度控制标准

刘浩鹰丁战徐镇光

【徐州市公路管理处徐州221002】

摘要:本文从判定路基混合料结构状态及压实特性出发, 提出以重型击实标准值、 试验路建议值和理论计算值等三个最大干密度构成二灰碎石压实度控制区间, 供检验时掌握。文中提出了最大理论干密度计算公式( 近似值) , 可供同行参考。
关键词:路基二灰碎石干密度标准

二灰碎石基层的压实度是极为重要的质量检测指标, 然而在施工检查验收过程中, 经常因压实度是否达标、 超标而引起争议, 特别是因超标被判定为”质量问题”时往往难以服人。超标是否就是超密? 结构密度适当、 过密、 超密如何界定以及会给二灰碎石性能带来何种变化? 学术上似乎也无定论。对此我们认为首先需要解决的是: 作为压实度计算依据的二灰级配碎石混合料最大干密度标准如何确定。
1二灰碎石混合料属于固结( 胶结) 密实稳定结构。
其成型强度主要依赖于二灰, 特别是石灰的质量和数量所提供的固结作用, 而体积稳定性则主要由结构状态密实程度和空隙率大小决定。现行《公路路面基层施工技术规范》JTJ034－ 修订说明中, 有关此类混合料组成设计原理的论述, 虽较JTJ034－93有所改进, 但涉及其结构状态方面, 依然认定当二灰与粒料之比在15∶85～20∶80时, 混合料就是骨架密实式结构。据我们推算, 若按原规范推荐的A、 B两类级配组成范围, 能够形成集料骨架的4．75mm以上颗粒重量, 百分比仅为: A类为32～48％至45～51％; B类为32～48至52～55．25％( 公式为4．75mm筛余量＊80～85％) 。当级配最大粒径为30mm、 粗集料含量低于55％时, 我们认为它应是悬浮密实结构, 而形不成集料骨架。由于骨架密实式和悬浮密实两种结构的击实( 或压实) 密度形成机理和效果有些不同, 其要求也有所区别: 前者应使主骨料能相互接触而又不过分嵌挤, 骨架间隙尽量填实; 后者重在总体密实, 减小空隙率, 相对于骨架密实式而言压实较难, 但较易控制, 得到的结构密度可能稍高。之因此出现密度标准和评定结果方面的困惑, 与这些认识差距可能有较大的关系, 需要加以探讨。
2当前施工中贯用的二灰碎石混合料最大干密度标准有三种:
2．1按规范规定的重型击实标准试验求取的最大干密度( 及最佳含水量)
这是检验的”法定标准”。受重型击实所模拟的压实机具、 吨位、 功能限制, 当采用18～20t以上光轮压路机、 16～20t以上胶轮压路机和自重9～11t以上振动压路机等重型机具实施压实, 且为保证压实度而碾压遍数较多时, 此标准显然偏低。据沪宁高速公路等工地资料粗略统计, 重型击实提供的最大干密度常在2．07～2．13g／cm3之间, 我市多年来的试验结果也大致如此, 施工中较易达标, 且经常出现”超密”。
我们认为, 规范重型标准当前仍必须作为检查验收的依据, 但需认清它是”最大干密度”的低限值, 难以据之判定压实质量。
2．2以试验路实际压实结果求取的”最大干密度”建议值
在混合料配合比、 级配和压实设备、 程序确定之后铺筑试验路, 每碾压一遍后取多组试件测算干密度平均值, 以”遍次”和”干密度值”为两轴绘制干密度变化曲线, 取其曲线趋于变缓、 变平直的折点所对应的干密度作为最大干密度建议值, 此值作控制标准比较符合实际, 且一般高于规范重型击实标准。若建议值低于规范标准, 则表明压实功能不足, 应增加重型机具, 重新压实检测确定。
按照该标准控制, 二灰碎石混合料的压实质量和压实度将有所提高, 检验压实度超过100％的”超密”情况一般较少, 而且可避免压实功的浪费。如果按该标准检测的压实度超过100％, 而检测值不大于计算理论密度, 并不能判定压实混合料结构”超密”。
2．3计算理论最大干密度
当前, 不论管理、 施工、 监理单位为保证二灰碎石质量, 往往以计算理论最大干密度代替击实试验标准, 但计算公式是建立在骨架密实理论基础上的, 所得到的数值一般偏小, 也经常出现”超压”、 ”超密”情况, 虽然从道理上说不通, 但实际如此。其原因除了混合料配合比、 级配控制不准之外, 计算公式也应考虑悬浮密实结构特点加以修正。
我们建议的理论最大干密度计算方法和公式如下:
①计算二灰级配碎石混合料空隙＝0时的理论密度

式中: ρT——混合料理论密度( 视密度g／cm3)
P1…Pn——各类粒料的重量比例( ％)
ρ1…ρn——各类粒料的视密度( g／cm3)
P灰——石灰的重量比例( ％)
P粉——粉煤灰的重量比例( ％)
ρ灰——石灰的视密度( g／cm3)
ρ粉——粉煤灰的视密度( g／cm3)
P1＋P2＋．．．．．．Pn＋P灰＋P粉＝100％
②计算压实二灰碎石混合料的理论最大干密度( 简化公式) :

式中: ρT’——压实混合料的理论最大干密度
( g／cm3)
ρT——见上式
Pw——混合料最佳含水量( ％)
ρw——水的常温密度( ≈1g／cm3) 25／25℃
说明:
a．压实二灰碎石混合料的最佳含水量Pw, 建议采用重型击实试验取值。此值一般可能高于试验路法最大干密度标准对应的最佳含水量, 使计算出的ρT′略比实际偏小。
b．ρT′包含的混合料空隙率, 近似于Pw对应的水体积百分比, 但未考虑集料颗粒内部吸入水分的损失。
我们认为, 由此方法和简化计算出的压实二灰碎石混合料理论最大干密度ρT′, 实际上是一个近似值。但作为混合料压实度控制标准的高限, 应该没有大的差距。若生产检测出的压实混合料干密度超过此标准, 能够判定为不合理数据, 要从配合比、 级配改变方面找原因。据我们试算的理论最大干密度ρT′值( 石灰岩碎石, 含量80～85％) 一般在2．20～2．26g／cm3, 较为合理。
3以上三种”最大干密度”, 在生产实际中经常经过替代性选择作为压实度计算标准使用, 从而造成检验标准的混乱。
我们认为, 三者恰恰构成二灰级配碎石混合料的压实度标准序列和控制范围, 应以规范击实试验标准为下限, 以理论计算标准为上限, 在施工和检查验收过程中综合利用。具体要求是:
3．1规范击实试验标准, 作为交工验收评定合格或不合格的基本依据, 即不得低于规范规定的压实度。
3．2试验路建议值标准, 作为施工单位和监理单位自查、 抽查的依据, 检验达到该标准计算的压实度后, 方可进入下一工序。出现压实度超过100％的数值, 不能一律判定为”超密”; 是否”超密”, 要根据技术指标研究确定控制界线。
3．3理论计算最大干密度标准, 作为压实度控制的上限, 不得超越, 若以此计算压实度超过100％, 一般是混合料配合比、 级配出了问题, 或者是测试错误, 应予纠正。
经过工地实践, 我们认为按照以上控制标准系列和范围掌握二灰碎石混合料的压实度, 是比较合理、 可行的, 既能较好保证和提高压实质量, 又能够减少”标准高低”、 ”是否超密”等不必要的争议。至于”二灰碎石结构‘密度过高’利弊如何? 何为判定标准? 出现粒料破碎情况是否就是‘超密’造成的? ”等问题, 则需另行探讨。
4近几年来, 有一些专家和同行发表文章, 探讨二灰碎石混合料和粗集料( 粒径大于4．75mm) 含量变化对干密度大小影响的规律, 经过试验、 回归、 绘制图表, 找出工地检测压实度的简便方法, 深化、 提高压实度判定的正确性, 这是很有必要的。可是, 这些方法都建立在已确定某种最大干密度标准的基础上, 三种标准必然得出三种结果、 三张图表。我们建议, 在工地采用上述方法时, 以试验路最大干密度建议值为基础, 基本能够达到规范质量要求~! ~!
一方碎石有多重? 2.25吨左右~! ~! 那要看你的碎石是多大的颗粒, 颗粒越小重量就越大~! ~! 堆积密度1.8吨/立方米左右.! `~! ~! ~! ~! 根据现行建筑荷载规范的规定:
每立方米素混凝土重22-24KN; 钢筋混凝土重24-25KN( 与振捣和不振捣有关) ;
每立方米砂重12.2-20KN( 与含水量和粗细程度有关, 越湿越重、 越细越重) ;
每立方米碎石重14-15KN( 与碎石的颗粒级配有关, 级配好的重, 差的轻) 。
1KN约等于100Kg.
砼、 4300kg以上碎石4000kg以下、 机制砂3800kg以下、 水洗砂3900kg以下、 河砂1m3900以下
砂、 石生产线流程简介
我公司设备具有性能可靠、 设计合理、 操作方便、 工作效率高等特点。
砂石料生产线的流程大致为: 料仓----振动给料机----颚式破碎机----反击式破碎机( 圆锥式破碎机) ----振动筛( 多台) ----( 立轴冲击式破碎机----洗砂机) ----成品石料( 砂) ; 各设备中间以皮带输送机相连。
首先, 石料由振动给料机均匀地送进粗碎颚式破碎机进行初步破碎, 然后, 产成的粗料由皮带输送机输送至反击式破碎机( 圆锥式破碎机) 进行进一步破碎;
细碎后的石料经输送机输送至圆振动筛进行筛分, 筛分出几种不同规格的石子, 筛上产品返料进反击式破碎机( 圆锥式破碎机) 再次破碎, 符合成品粒度要求的石子由成品输送带直接输送走。如果需要制砂, 一部分满足立轴冲击式破碎机进料粒度的石子进冲击破( 制砂机) 进行再次破碎制砂;
进立轴冲击式破碎机( 制砂机) 的石子经过破碎后也上振动筛进行筛分, 一部分较大的颗粒返料进冲击破( 制砂机) 再次破碎, 一部分筛分成符合成品粒度要求的小石子, 由成品输送带直接输送走; 一部分筛分成砂, 经洗砂机( 可选) 清洗后制成成品砂, 由成品输送带输送走。
●　实际应用
公司提供的每小时产量10—500吨( Q=10～500T/H) ( 固定式、 半移动式、 移动式) 砂石系统, 为用户提供了配套合理、 质量可靠、 价格优惠的破碎筛分、 制砂( 人工砂) 成套设备, 整个系统完全符合设计要求, 系统所生产的骨料及细集料完全符合国家《建筑用卵石、 碎石》和国家《建筑用砂》标准, 完全满足高等级公路路面、 高性能混凝土、 机场跑道等对砂石料级配、 粒型的要求。~! ~! ·
反击式破碎机系列产品能处理边长100~500毫米以下物料,其抗压强度最高可达350兆帕,反击式破碎机具有破碎比大,破碎后物料呈立方体颗粒等优点, 反击式破碎机分为单转子反击式破碎机、 双转子反击式破碎机和单段锤式反击破碎机及复合整型反击破, 欢迎订购反击式破碎机系列产品.
本机器是一种利用冲击能来破碎物料的破碎机械。当物料进入板锤作用区时, 受到板锤的高速冲击使被破碎物不断被抛向安装在转子上方的反击装置上破碎, 然后又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新被反击,物料由大到小进入一、 二、 三、 反击腔重复进行破碎。直到物料被破碎至所需粒度, 由机器下部排出为止。调整反击架与转子架之间的间隙可达到改变物料出料粒度和物料形状的目的。~! ~!
PY系列圆锥破碎机使用于中、 细碎普氏硬度f≤5-16的各种矿石和岩石。破碎机结构由架体、 调整装置、 调整套、 破碎锥、 传动和偏心套等主要部分及电气、 润滑等辅助部分组成。PY系列圆锥破碎机分粗碎圆锥破碎机、 中碎圆锥破碎机和细碎圆锥破碎机三种, 本系列破碎机, 适用于破碎中等以上硬度的各种矿石和岩石。破碎腔型式由矿石用途决定, 标准型运用于中碎; 中型适用于中细碎; 短头型适用于细碎。可根据用户不同需求选购。
工作原理:
圆锥破碎机工作时, 电动机的旋转经过皮带轮或联轴器、 圆锥破碎机传动轴和圆锥破碎机圆锥部在偏心套的迫动下绕一周固定点作旋摆运动。从而使破碎圆锥的破碎壁时而靠近又时而离开固装在调整套上的轧臼壁表面, 使矿石在破碎腔内不断受到冲击, 挤压和弯曲作用而实现矿石的破碎。电动机经过伞齿轮驱动偏心套转动, 使破碎锥作旋摆运动。破碎锥时而靠近又时而离开固定锥, 完成破碎和排料。支撑套与架体连接处靠弹簧压紧, 当破碎机内落入金属块等不可破碎物体时, 弹簧即产生压缩变形, 排出异物, 实现保险, 防止机器损坏。
圆锥破碎机在不可破异物经过破碎腔或因某种原因机器超载时, 圆锥破碎机弹簧保险系统实现保险, 圆锥破碎机排矿口增大。异物从圆锥破碎机破碎腔排出, 如异物卡在排矿石可使用清腔系统, 使排矿继续增大, 使异物排出圆锥破碎机破碎腔。圆锥破碎机在弹簧的作用下, 排矿口自动复位, 圆锥破碎机机器恢复正常工作。破碎腔表面铺有耐磨高锰钢衬板。排矿口大小采用液压或手动进行调整。
本破碎机广泛用于矿山行业、 冶金行业、 建筑行业、 筑路行业、 化学行业及硅酸盐行业, 适用于破碎坚硬与中硬矿石及岩石, 如铁矿石、 石灰石、 铜矿石、 石英、 花岗岩、 砂岩等。
1.本机主要由机架、 传动部、 偏心套部、 碗形轴承部、 破碎圆锥部、 支承套部、 调整套部、 弹簧部以及调整排矿口用的液压站和提供润滑油的稀油站等组成。
2.本机结构紧凑, 生产效率高, 采用碗形轴承具有较高的精度储备, 并采用集中稀油润滑系统, 当需要调整排料口大小时可启动液压站经过推动缸进行调整, 当不能破碎物料进入破碎腔时, 弹簧安全装置能保护设备不受破坏。
3．圆锥破碎机工作时, 电动机经过弹性联轴器, 传动轴和一对锥齿轮带动偏心套转动, 破碎圆锥轴心线在偏心套的迫动下, 做旋摆运动, 使破碎壁对轧臼壁时而靠近时而远离。矿石在破碎腔内不断地受到挤压和弯曲而被破碎。
4．本机采用润滑脂密封方式, 可避免因操作不当引起水油混合的现象, 当密封件磨损, 由于弹簧的作用, 可自动补偿, 依然使密封件附合, 继续起到密封功能, 当密封件磨损约为1/4-1/3原厚度时, 就必须调换密封件。
5.公司的圆锥破碎机整机全部采用GB、 GB/T或JB制造, 机体使用寿命和磨损件使用寿命全部达到标准。
6.圆锥破碎机一般从事第二、 第三阶段的破碎。圆锥破碎机按腔型分标准、 中型、 短头, 短头有的也分为细碎和越细碎, 现在各种破碎机又出了不少新的腔型。~! ~! ~! ····
立轴冲击式破碎机研发背景:
VSI立轴冲击式破碎机又叫立式冲击式破碎机, 是我公司专家在多年研制矿山工程机械设备的基础上吸取诺德伯格巴马克(NordbergBarmac)、 斯维达拉(Svedala)、 山特维克( Sandvik) 、 BHS等公司同类产品的先进技术, 将石打石和石打铁的原理巧妙结合而开发生产出的一种具有国际先进水平的高能低耗新型破碎机, 其性能在各种矿石细破设备中起着不可替代的作用。
立轴冲击式破碎机用途:
本产品适用于软或中硬和极硬物料的破碎、 整形, 广泛应用于各种矿石、 水泥、 耐火材料、 铝凡土熟料、 金刚砂、 玻璃原料、 机制建筑砂、 石料以及各种冶金矿渣, 特别对碳化硅、 金刚砂、 烧结铝矾土、 美砂等高硬、 特硬及耐磨蚀性物料比其它类型的破碎机产量功效更高。
在工程领域, VSI系列破碎机是机制砂、 垫层料、 沥青混凝土和水泥混凝土骨料的理想生产设备。
在矿业领域, VSI破碎机广泛地应用于磨矿前段工艺, 它能产生大量的粉矿, 减少高成本的磨矿负荷。
由于其优良的低磨耗特性, 该设备也为高磨蚀性和二次解体破碎生产所采用。除此之外, 由于对产品的零污染, VSI破碎机能很好地适应于玻璃石英砂和其它高纯度材料的生产中, 10-500t/h的生产能力范围, VSI系列破碎机几乎能够满足任何生产要求。
立轴冲击式破碎机工作原理:
物料由机器上部垂直落入高速旋转的叶轮内, 在高速离心力的作用下, 与另一部分以伞状形式分流在叶轮四周的物料产生高速撞击与粉碎, 物料在互相撞击后, 又会在叶轮和机壳之间以物料形成涡流多次的互相撞击、 摩擦而粉碎, 从下部直通排出, 形成闭路多次循环, 由筛分设备控制达到所要求的成品粒度。
立轴冲击式破碎机工作特点:
( 1) VSI系列破碎机的显着特点之一就是每台破碎机均有高强度重型钢结构制作而成。其主轴采用合金钢, 轴承为进口重型工况轴承, 安装在轴承箱内。( 2) 所有规格VSI破碎机都便于直接快速安装。经过简单可靠的油脂润滑系统和正对转子的检视门可方便实现其维护检修。( 3) 破碎比大, 破碎效率高、 节能低耗。( 4) 具有细碎、 粗磨功能, 出料粒度小于0.5mm的极碎物只占成品的1-2%, 且可调节排料粒度。( 5) 受物料水分含量影响小、 含水份可达8%左右。含水量小于8%的湿物料不发生堵塞, 不影响破碎效果( 6) 更适合破碎中硬、 特硬物料。( 7) 所有VSI系列破碎机生产的产品均为高质量的立方形产品, 可获得立方型带棱角的物料, 针片状含量极低, 适宜骨料整形, 高等级公路规格石制取、 建筑骨料、 铁道的路基、 人工制砂和选矿, 时常作为第三段或第四段最终破碎。( 8) 独特的叶轮结构, 叶轮自衬磨损小、 生产成本低。( 9) 工作噪声低于75分贝( db级) , 气流内部自循环, 外泄粉尘量少, 污染少。( 10) 重量轻, 价格低廉, 移动方便, 安装维修简易, 自带起重, 易损件更换方便。
立轴冲击式破碎机实际应用:
我公司生产的每小时产量10—500吨( Q=10～500T/H) ( 固定式、 半移动式、 移动式) 砂石系统, 为用户提供了配套合理、 质量可靠、 价格优惠的破碎筛分、 制砂( 人工砂) 成套设备, 整个系统完全符合设计要求, 系统所生产的骨料及细集料完全符合国家《建筑用卵石、 碎石》和国家《建筑用砂》标准, 完全满足高等级公路路面、 高性能混凝土、 机场跑道等对砂石料级配、 粒型的要求。~! ~! ~! ·~! ~!
性能介绍:
颚式破碎机俗称颚破, 鄂式破碎机能够将大小不一的原料, 破碎成颗粒均匀的小块, 鄂式破碎机既能够和选矿设备、 砂石设备配套, 也能够单独使用。鄂式破碎机也可生产路基石、 铁路道渣石以及建筑砂石骨料。颚破机分为粗碎颚式破碎机和细碎颚式破碎机, 也就是一般所说的PE系列颚式破碎机和PEX系列颚式破碎机。海卓美矿山工程机械有限公司生产的颚式破碎机系列产品, 具有破碎比大、 产品粒度均匀、 结构简单、 工作可靠、 维修简便、 运行费用经济等特点。广泛应用于矿山、 冶炼、 建材、 公路、 铁路、 水利和化学工业等众多部门, 破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料。
工作原理:
颚式破碎机破碎方式为曲动挤压型, 其工作原理是: 电动机驱动皮带和皮带轮, 经过偏心轴使动颚上下运动, 当动颚上升时衬板和动颚间夹角变大, 从而推动动颚板向定颚板接近, 与此同时物料被压碎或碾、 搓达到破碎目的; 当动颚下行时, 衬板与动颚间夹角变小, 动颚板在拉杆、 弹簧的作用下离开定颚板, 此时已破碎物料从破碎腔下口排出, 随着电动机连续转动而破碎机动颚作周期性的压碎和排泄物料, 实现批量生产。~! ~! ~!
1、 怎样建石料厂、 采石场、 石子厂、 砂厂、 矿厂?

第一步是调查行情, 看干这一行有无市场前景, 利润如何? 销路如何? 不打盲目仗。

第二步选定矿山或河段, 办理相关开采手续, 这是必须的, 否则即便贸然生产了, 麻烦事会一大堆。

第三步是考察设备, 选择一个实力各方面都比较雄厚的厂家, 定一套质量过硬的砂石料生产线设备。

第四步, 当购买完矿山破碎筛分类设备后, 这些设备还不行, 破碎筛分机械只是其中一部分, 还需要解决工程机械, 如装载机、 挖掘机, 运输车辆的问题, 以及开采设备爆破的问题。

第五步, 所有设备到位后安装调试试车, 招聘工人, 定开矿制度, 定管理, 联系客户, 生产销售, 其实实际操作中相当一部分是先有客户再投资办厂生产, 销路是第一位的。

2、 常见的碎石生产线、 石料破碎生产线、 砂石料生产设备都需要哪些机械?

破碎筛分、 砂石料生产线, 包括粗碎颚式破碎机, 细碎颚式破碎机、 反击式破碎机、 圆锥式破碎机、 锤式破碎机、 辊式破碎机、 立轴冲击式破碎机( 制砂机) 、 振动喂料机、 圆振动筛、 沙石洗选机、 以及各型输送机等设备。按安装方式分为固定式, 半移动式和移动式三种, 其处理能力为10～500t/h, 成品粒度和级配根据用户需要而定, 一般为0～40mm。

3、 如何选择碎石生产线、 石料破碎生产线、 砂石料生产设备? 如何选择厂家?

首先要考察厂家, 看厂家的实力, 信誉, 规模;
其次要看厂家的产品质量, 技术水平, 成熟程度;
再次要考察厂家的客户生产现场, 用户现场是最有说服力的。
最后一定要货比三家, 仔细考察, 认真选择。
参考资料: ://~! ~! ~!