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机制砂已成为天然砂的替代资源

2022-11-16 16:37

砂是混凝土的主要组分之一,其品质对混凝土拌合物的工作性及硬化混凝土的物理力学性能和耐久性均具有重要影响。混凝土用砂分为天然砂和人工砂两类,天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75mm的岩石颗粒,但不包括软质岩、风化岩石的颗粒,按其产源可分为河砂、海砂、山砂。机制砂是用岩石经除土开采、机械破碎、筛分制成的,粒径小于4.75mm的岩石颗粒,但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。混合砂是由机制砂和天然砂按一定比例混合制成的砂,人工砂是机制砂和混合砂的统称。

石粉是机制砂中粒径小于75μm的颗粒,机制砂在生产过程中不可避免地要产生一定量的石粉,与天然砂中的泥粉不同,石粉与机制砂为同一母岩、矿物成分相同,石粉的颗粒分布与泥粉也有很大的区别。石粉构成机制砂的微细级配,是机制砂的重要组成部分,石灰石质石粉参与水泥水化,对混凝土具有增强作用。

混凝土是目前更大宗的建筑材料,随着我国建设规模越来越大,混凝土用量及砂的消耗量也极其惊人。

天然砂是早期主要的建筑砂原材料,但是天然砂资源短时内是不可再生的,随着基本建设日益发展的需要,我国不少地区出现天然砂资源逐步减少,砂的数量和质量逐渐不能满足混凝土用砂的需要,影响了工程建设的进度和质量。

近年来,由于砂资源短缺,价格上涨,一些地区超量开采,毁田挖砂、破坏河道情况比比皆是,过度采砂造成的环境破坏越来越严重,尤其是江砂、河砂的过量开采会危及江、河堤岸的稳定。因此,国务院和各地政府不得不相继出台了禁采或限采天然砂的规定。

天然砂是地方性资源,分布不均衡,有的地区天然砂资源十分匾乏,如贵州省岩溶地区、湖北省西部地区、部分沿海城市等,这些地区若从外地运进天然砂,昂贵的运费势必大大增加工程造价。因此,寻求新砂源、开发人工砂已势在必行。利用当地的岩石资源或工程弃置的废石生产机制砂,已成为必不可少的替代资源。

用不同块度的岩石加工成4.75~以下的机制砂颗粒,需经破碎等工艺环节,不可避免地要产生一些石粉,机制砂中石粉含量与母岩机械物理性能和砂的级配分布取向有直接关系。对于细度模数的要求和石粉含量的限制相互矛盾,控制石粉产生比例,则细度模数过大;控制细度模数,又产生超量的石粉。从贵州等地机制砂生产的大致情况来看,未经处理的机制砂石粉含量一般为10-15%,国外生产的机制砂石粉含量,也基本上在这个范围内。

砂厂对超量石粉的处理方式,通常是风选收尘和水洗两种方法。处理出去的颗粒并非只有石粉,还含有O.15mm,0.3mm,0.6mm甚至更大的颗粒,严重地破坏了机制砂的自然级配,不利于达到骨料的更大密度,水洗法尤甚。

生产机制砂过程中的去粉处理,势必破坏细集料的原级配,宝贵的资源就这样被冲走,同时消耗大量的水,有的生产线每生产1立方米的砂需水4立方米。一方面制砂成本增加,另一方面给环境造成不良影响。有些地区水源无从解决,要求对机制砂进行水洗也是不现实的。

目前,人们对机制砂还不十分了解,一是不接受石粉,再就是存在“机制砂质量不如天然砂”的误解,有的地区或部门唯恐石粉或机制砂影响工程质量,限制机制砂的应用范围。

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