揭穿砂石製程的魔鬼細節—破碎比:影響碎石粒形的關鍵 圖片來源:China Shibo Heavy Industries, https://m.shibochina.com 因砂石組成水泥混凝土及瀝青混凝土之骨幹,故以往稱為「骨材」,目前國內相關規範中大都稱為「粒料」,是土木工程不可或缺的材料。粒料的品質要求為潔淨、不含泥及有害物,以免影響膠結,堅硬、強度足、粒形好、級配佳,以組成主要骨架,耐久性強以抗外在環境侵蝕等特性;其中有害物、強度、耐久性等,受母岩材質及料源控制,而潔淨、粒形、及級配,則受軋石製程影響。 瀝青混凝土之膠結料為高感溫性的熱塑性聚合物,在溫度與荷重時間雙重作用下可產生流動,因此,瀝青路面之抗變形能力,主要由粒料間形成的主架構提供,不良製程生產的粒料,粒形及級配不佳,對路面車轍的發生有關鍵性的影響。 砂石之製造過程涵蓋料源採取、輸送、軋碎、篩分、儲料等程序,料源之材質與岩層堆積狀況影響採礦之方式,例如陸上堅硬的岩石礦,經常需以爆破或特殊鑽掘設備開採,而河川砂石則只需用一般挖掘機具採取;開採所得之砂石運送至碎石場,經一系列篩分與軋製之程序,生產各種規格的砂石產品。 軋石作用 軋石乃指以機械施加能量將石料由大顆粒分裂為小顆粒,此種岩石顆粒破裂的方式可為磨碎、劈裂、及擊碎三種作用型態如圖1所示[1],若只針對單一岩石顆粒,不同破裂方式將產生不同的粒徑分佈,如圖1及圖2所示;磨碎乃指岩石顆粒承受到低於其破裂能量之力,由於力不足以將其劈裂,只將岩石顆粒局部磨成極小顆粒,產生極大和極小兩種粒徑;劈裂作用則發生在施加之力恰足以分裂岩石顆粒時,岩石顆粒均勻地分裂成粒徑相當的數個顆粒;當施加之力遠大於岩石之破裂強度時,過多的能量將岩石分裂後的某些顆粒再分裂,而形成粒徑分佈範圍較廣的顆粒。簡單地說,就是要控制力量的大小,使得生產的成品最符合要求,這些所需施加力量的大小則由下列三項條件決定: 石料的抗剪、抗壓能力:石料之抗剪、抗壓能力高則所需施加的力量較大,反之則所需施加的力量較小。 石料粒徑縮減的程度(Size-Reduction):石料由大粒徑經由軋碎而縮減至小粒徑,縮減前後粒徑的差距愈大,則所需施加的力量愈大。一般可以縮減前後粒徑的比值,稱為 破碎比(Reduction Ratio) 來表示。 單位時間內軋製石料的數量:亦即單位時間的軋石產量,要求產量愈...