在混凝土的生產原材料中，有80%為砂石骨料。由此得出，砂石骨料一定是決定混凝土性能及生產成本的重要材料。近十幾年來，筆者一直在海峽兩岸從事混凝土 行業，經研究發現，既懂得如何控制混凝土生產成本，又能夠制造出高品質混凝土產品的成功的從業者，都懂得利用優良的砂石骨料來提高混凝土的性能。但是，由 于市場供需的不平衡，再加上大部分混凝土制造者并不十分了解砂石骨料的重要性，導致砂石產制業的制造工藝并無長足的進步。這兩年混凝土產業界掀起一股“高 性能混凝土”的研發風潮，但是，若無砂石產業的精品砂石配合，將很難完成這一研究。

機制砂砂生產線

 
          一、礦區的開發
         原料是國家的資產，任何礦區的取得都必須經過國家及地方政府的準許。有了礦區的采礦權后，除了必須對當地的水資源、對外交通、地型腹地、人文政治及環境沖 擊的具體情況進行評估之外，為了保證投資的回報，更需要通過專業技術對骨料的材質做出科學的分析。例如：
         (1) 是否會產生鹼骨材反應？……骨材堿性試驗。
         (2) 骨料是否有優良的耐磨性？……骨材洛杉磯磨損試驗。
         (3) 骨料是否有優良的健性？……骨材健性試驗。
         (4) 巖石類屬︰火成巖？水成巖？石灰巖？變質巖？
 
         二、生產線的規劃
        （一）破碎型態的決定
          一顆原材石頭破碎為生產所需要的骨料成品，須經過多少次的破碎？破碎流程越多，設備、運營成本就越高；然而，只經過一到兩次破碎的砂石骨料成品，無論是粒 度的分配，還是粒型都很難達到精品砂石的要求。（越多的破碎流程，就會使設備、營運成本越高；）但是，只經過愈少次破碎的砂石骨料成品，無論其會愈趨不理 想。）精品砂石要求其扁長率不得高于10%，要達成此質量要求 的砂石骨料，至少需有三次以上的破碎流程，當然若想讓砂石骨料外型更趨，則需規劃四次破碎的流程；在關于三次破碎或四次破碎流程的選擇上，由市場需求 與投資、營運成本的經濟效益來決定。
 
         （二）砂石骨料的成品類別及產量的決定
          砂石骨料的成品類別及產量，由破碎及篩分處理機具的處理能量(Capacity)及該機具的數量來決定，一般因機具的配置及設備考量。一條生產線的zui大能量在1000t/h左右，要想具有更大的產量時，就必須考慮多條生產。
 
          因為破碎或篩分機具所要處理的制程半成品有所不同，故根據進入這些處理單元的時候的量及尺寸的差異，需先作好機具型別及數量的規劃；尺寸在流程中由大到 小，依此決定處理機具的型態，量的分配就非常重要了，整體流程的平衡(Balance)是砂石骨料產制成功與否的關鍵，材料在制程中的流量平衡不僅能提高 產量，而且也是砂石質量的保證，所以，首先須從流程的尾端往前端作量的安排布置。 綜合流程中半成品骨料的量及尺寸的安排，以三次破碎生產線為例，根據【圖一】說明︰

砂石骨料廠初步規劃

           上圖假設為三次破碎，產量為350~400t/h(即四項成品的總量)的砂石骨料生產流程；則在6位置的進料尺寸為0~30mm，zui終篩分機具的處理量須 大于400t/h，在5位置的進料尺寸為5~100mm，三次破碎機的處理量須在400t/h左右，在3位置的進料尺寸為0~200mm，二次篩 分機的處理量須大于400t/h，在1位置的進料尺寸為5~200mm，三次破碎機的處理量須在400t/h左右，在?位置的進料尺寸為0~200mm， 二次篩分機的處理量須大于400t/h，所以在?位置的進料尺寸須在1000mm以下，一次破碎機的處理量須在400t/h左右。
 
           （三）流程的細部規劃
            排定基本流程量及骨料尺寸大小的分析后，接下來必須考量使用何種破碎機及分篩機，所使用機種的不同會影響一些細部流程的不同。zui明顯的例子就是破碎機型別的不同，對細部流程之規劃會有很大的不同。
 
           使用圓錐破(Cone Crusher)時，對材料的飼料流量控制很重要，所以在所有原料進入圓錐破之前有緩沖倉(Surge Bin)的配置，以維持圓錐破在「滿料」之下(這樣石料間才會因活動錐的帶動，產生相互擠壓、破碎的動作)操作提高其運轉效率，若圓錐破在非滿料之下運轉 不但降低產能，而且破碎的產品的其粒形會產生大量的“針片狀”；當然儲存區(Stockpile)的給料，一般都會有飼料機(Feeder)的設置，用以 控制其流程中給料的穩定性；另外圓錐破破碎的原理是制造骨料連續級配的*設備，但是原材料間必須有足夠的空間予執行其破碎的功能，太過完整的級配材料不利于擠壓破碎；所以，對原材料的“清潔度”會有較高的要求，在此要求之下，所有圓錐破的后端都要有分篩機的配置，讓較“干凈”的回料再作破碎加工。
 
           同樣，若使用沖擊式破碎機(Impact Crusher)就沒有使用圓錐破有利，因為不須考慮飼料需要滿料及材料清潔度的問題，所以使用沖擊式破碎機就 不須有緩沖倉的配置，同時，也因破碎動作屬于擊破，回料自然沒有干凈的要求，制程中分篩機的配置也可以簡單的多。但是，沖擊式破碎機也有先天的不足：產品 的針片狀過高且成品的含粉量過大，這種設備用在精品砂石骨料的制程是很致命的。若一定要用這種破碎機，就要在其后段制程中安裝立軸式回旋破碎機 (Gyratory Crusher)，作為砂石骨料顆粒的整型兼破碎的作用。
 
           振篩機(Screen)依其外型可分成斜篩和平篩兩大類型，各有其優缺點；在動力需求上，斜篩較平篩具有較節省能源的作用，空間的使用效率則是平篩較斜篩 較優。一般在制程中作細料篩分的振篩機多為單層或雙層篩網的設計，成品篩則大都為多層篩的設計，不同型號的振篩機在流程細部的安排上，會隨著其功能的不同 而有不一樣的流程；重要的是要如何借不同網目的篩網來生產不同規格的產品和處理的能力合不合乎要求。另外，濕式制程與干式制程在振篩機的構造上有很大的不 同，濕式在振篩機上會有水噴灑清洗系統，而干式則須加裝密封外罩及強力的抽塵設施。
 
           透過上述的基本流程量及骨料尺寸大小的分析，再依破碎機及篩分機廠家所提供的機械諸元中，挑選出適用的機型，現以產能350~400t/h濕式制程，破碎 機為額碎機(Jaw Crusher)及圓錐破(Cone Crusher)，傾斜式振篩機為例，作以下兩種制造流程的設計。
 
          【圖二】為典型的圓錐破制造的流程圖，其特點為每次破碎后，都須經過振篩機將zui大成品尺寸以下的細料篩分出來，其余尺寸再回至圓錐破作破碎處理，為使圓錐破能保持“滿載”的運轉，在其供料前端都設有一飼料機(Feeder)。
 
           考慮石料經過一次破碎后的半成品，其所含的細料并不多，故在進入二次破碎之前，并不須設置一臺振篩機作剔除成品料的流程，同時增設另一儲料區，用以增加流程的彈性及另一種半成品的產品，所以，從【圖二】的流程修正如【圖三】的流程。

圓錐破的砂石骨料工藝流程

修正后的砂石骨料流程

表一：設備配置表

 
          三、設備和工具的選擇
          （一）一次破碎機的選擇
          依礦區所采取石材的尺寸大小，經由機具公稱進料口尺寸(Nominal feed opening)及閉邊排料口徑(Closed side setting C.S.S.)查出破碎產量，選擇一次破碎機的型態，至于選用額碎機還是沖擊式破碎機，可經由下列兩種破碎產品的粒度分布圖為技術參考依據。

顎式破碎機破碎粒度曲線圖

沖擊式破碎機破碎粒度曲線分布圖

 
            （二）二、三或四次破碎機的選擇
             由zui大進料尺寸(Nominal feed opening)、zui小排料口尺寸(Closed side setting C.S.S.)及機具型式，并依機具制造廠的規范說明，可查出該機具的產量大小，核對該機具配屬在【圖一】位置，判斷是否合乎該流程的需求，或者該機器所 需要的配置量；一般若有四次破碎的流程，則一定選用立軸式回旋破碎機(Gyratory Crusher)作為第四次破碎的機器(因為回旋破碎機的進料尺寸不能過大，一般都限制在40mm以下)。
 
              作為二、三次破碎的機具一般都是使用圓錐破(Cone Crusher)、回旋破碎機(Gyratory Crusher)或沖擊式破碎機(ImpactCrusher)，三種機具的破碎型態都不相同；如何選用依產制的目的、機器成本及使用者的習慣而有所不 同，沖擊式破碎機的破碎性能如上【圖六】所示，而圓錐破及立軸式回旋破碎機的破碎產品粒度分布圖則分別如下【圖七】和【圖八】。

圓錐破碎機的破碎粒度曲線分布圖

回旋破碎機的破碎粒度曲線分布圖

           透過這些不同類型的破碎性能圖，可讓我們可了解在砂石骨料場的制造流程中，這些破碎機械該被安置的位置；額碎機使用在大尺寸(約大于500mm以 上)顆粒的原材料破碎，一般被用于*次大顆粒的破碎。沖擊式破碎機的 破碎比則有較高的破碎比，適用在不須作多次破碎的產品流程中，其zui大的缺點在于產出 過多的細粉料。圓錐破的破碎顆粒有較的顆粒級配，透過閉邊排料口徑(Closed side setting C.S.S.)的良好管理，會有較好的粒型及產量，隨破碎齒板的不同可作很廣泛的應用(第二、三甚至于四次破碎)。回旋破碎機的主要目的在于成品的『整 形』及細骨料的產出，一般用于第四次破碎較多，可以*消除骨料的針狀扁平率，故要制造的精品砂石，就必須使用這型的破碎機。
 
          （三）振動篩的選擇
           篩分機是產品粒度分配的重要機器，砂石骨料的粒度級配須符合「中國混凝土相關規范」中「普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準」(JGJ-52)的相關規 定，砂石的級配會隨著振動篩的型態及篩網網目有很大的不同。砂石級配如 何配置應用是屬于應用端(混凝土廠、瀝青廠及其他施工單位)的責任，應用端是該要求砂石骨料廠將碎解好的骨料成品分成數種規制的集料，以利于廣泛的應用， 不能任由砂石骨料廠，因成本考慮（量）只生產單一集料的產品，這樣才能提升整個砂石產業鏈的質量水平，充份利用現有資材，進而降低整個國家社會的成本。
 
            振動篩的型態、大小及篩網配置，依其在產制流程的功能會有所不同，依振動篩制造廠所提供的機械規范作配置，特別是在干式的生產流程中，因為干式流程的 揚塵都發 生在破碎及分篩過程，尤其是分篩的制程，如何減少揚塵的發生不僅是要有密封抽塵的振篩機，在流程中與破碎機及收塵設施如何相互搭配成為一重要的制造技術。
 
           四、結論與感想
          （一） 結論
          綜合上述討論，要創建規制化的砂石骨料生產線，必須經以下各步驟循序完成。
          1、砂石礦區的選擇除一些經營的考慮之外，石材本質的特性必須作充分了解。
          2、決定預計的產量及生產的型態。
          3、規劃產制線的產能流量平衡圖。
          4、 依據產能流量平衡圖配制生產機具。
          5、 規劃實際機具的平面配置圖。
          6、找尋可靠的砂石碎解機械廠家，充分了解該機具的性能。
 
         （二）、感想
          想要制造高性能混凝土，首要之務需要有優良的砂石作基礎，所謂優良砂石為：(1)質地堅硬低吸水率，不變質。(2)粒度級配良好。(3)粒型圓滑。其中的(2)(3)項*須由良好的砂石制造工藝，才可完成。