2.2 料源的分类
水电工程混凝土骨料料源,一般分为人工骨料料源和天然骨料料源两种。
人工骨料料源则与露天矿山类似,属于浅层埋藏,需要进行爆破开挖,采用多级破碎和筛分的生产加工工艺。
天然骨料料源一般存在于河床上或古河道上,为崩塌冲积物淤积而成,不需要进行钻爆,可以直接挖掘,一般不设粗碎工艺。如需要的骨料级配与料源级配相近,弃料量不大,则只需进行适当的冲洗分级即可,如弃料量大,可设中、细碎和制砂工艺。
2.2.1 人工骨料料源
人工骨料料源是目前国内水电工程建设的主要方式,在其他行业领域也有广泛应用,如公路、铁路和市政建设也越来越多地采用人工骨料料源。
人工骨料料源较之于天然骨料料源,具有料源储藏量大、质量稳定可靠、砂石厂距用户较近等优点,一般情况下储量不受限制,但其开采和加工工艺相对较为复杂。
2.2.2 天然骨料料源
天然骨料料源可以不需爆破直接挖掘装载,其加工系统一般都不设粗级破碎。
天然砂石料场按产地位置的相对高低,可分为陆上料场、河滩料场和水下料场等三类,通常多数为河滩和水下料场。天然骨料料源具有外形圆整、质地坚硬、开采费用少等优点,但其原岩种类繁多,成因复杂,级配分布不均匀,对料源选择影响较大。目前,国内在建项目采用天然骨料料源的有毛滩水电站和亭子口水电站,这两个水电站骨料加工料源均取自于上、下游河道的河滩地。
2.2.3 人工骨料原料质量要求
混凝土骨料的质量很大程度上受原料的制约,因此,必须对人工骨料原料的质量进行认真分析、试验和研究。在符合质量要求的条件下,应选取可碎性好,磨蚀性低,粒形好,比重大,弹性模量和热膨胀系数小的岩石作为骨料料源,人工骨料原料质量一般应符合下列要求:
(1)应符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》(SL 251—2000)对原料质量的有关规定。
(2)有碱活性的原料应尽量避免使用,否则应进行充分的试验论证。
(3)原料的某些质量指标不符合要求标准,但经过适当加工处理后可满足要求时亦可使用。
(4)对于风化岩体,当风化不影响单颗石料的物理力学性能和化学稳定性,满足质量要求时,亦可选用。
(5)当采用节理裂隙发育,特别是隐节理发育的岩体做原料,应进行有关试验,论证原料能否满足质量和块度要求。
(6)采用砂岩等岩性变化大的岩石做原料时,必须进行有关试验论证。
(7)破碎后骨料针片状含量超过规范规定的石料不宜采用,必须使用时,应采取改善骨料粒形的工艺措施。
(8)人工骨料原料的质量要求见表2-2。
表2-2 人工骨料原料的质量要求表
注 1.本表引自《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》(SL 251—2000)。
2.活性成分、云母和针片状矿物含量高的岩石应避免采用。
岩石是一种或几种矿物组成的天然集合体,其种类很多,一般岩石均可作为混凝土骨料料源。岩石的湿抗压强度是料源选择的重要指标,而岩石的可碎性、可磨性和磨蚀性等性能直接影响到混凝土骨料生产系统的工艺设计和设备选型。
随着水电工程建设的发展,人工骨料料源从乌江渡水电站的石灰岩,到漫湾水电站的流纹岩,五强溪水电站的石英岩,二滩水电站的正长岩,大朝山水电站的玄武岩,三峡水利枢纽工程的花岗岩,小湾水电站的花岗片麻岩,锦屏二级水电站的大理岩、大理岩,料源品种不断扩大,岩性从中等硬度到极坚硬,其中五强溪水电站人工骨料生产系统,首次采用高强超硬、强磨蚀性的石英岩生产混凝土骨料,成功地解决了强磨蚀性石英岩加工人工骨料的关键技术问题,锦屏二级水电站采用大理岩生产混凝土骨料,成功地解决了骨料石粉含量高的难题。