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機(jī)制砂已成為天然砂的替代資源
2022-11-16 16:37
砂是混凝土的主要組分之一，其品質(zhì)對(duì)混凝土拌合物的工作性及硬化混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性均具有重要影響。混凝土用砂分為天然砂和人工砂兩類，天然砂是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的、粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒，按其產(chǎn)源可分為河砂、海砂、山砂。機(jī)制砂是用巖石經(jīng)除土開(kāi)采、機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒。混合砂是由機(jī)制砂和天然砂按一定比例混合制成的砂，人工砂是機(jī)制砂和混合砂的統(tǒng)稱。
石粉是機(jī)制砂中粒徑小于75μm的顆粒，機(jī)制砂在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地要產(chǎn)生一定量的石粉，與天然砂中的泥粉不同，石粉與機(jī)制砂為同一母巖、礦物成分相同，石粉的顆粒分布與泥粉也有很大的區(qū)別。石粉構(gòu)成機(jī)制砂的微細(xì)級(jí)配，是機(jī)制砂的重要組成部分，石灰石質(zhì)石粉參與水泥水化，對(duì)混凝土具有增強(qiáng)作用。
混凝土是目前更大宗的建筑材料，隨著我國(guó)建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，混凝土用量及砂的消耗量也極其驚人。
天然砂是早期主要的建筑砂原材料，但是天然砂資源短時(shí)內(nèi)是不可再生的，隨著基本建設(shè)日益發(fā)展的需要，我國(guó)不少地區(qū)出現(xiàn)天然砂資源逐步減少，砂的數(shù)量和質(zhì)量逐漸不能滿足混凝土用砂的需要，影響了工程建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量。
近年來(lái)，由于砂資源短缺，價(jià)格上漲，一些地區(qū)超量開(kāi)采，毀田挖砂、破壞河道情況比比皆是，過(guò)度采砂造成的環(huán)境破壞越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是江砂、河砂的過(guò)量開(kāi)采會(huì)危及江、河堤岸的穩(wěn)定。因此，國(guó)務(wù)院和各地政府不得不相繼出臺(tái)了禁采或限采天然砂的規(guī)定。
天然砂是地方性資源，分布不均衡，有的地區(qū)天然砂資源十分匾乏，如貴州省巖溶地區(qū)、湖北省西部地區(qū)、部分沿海城市等，這些地區(qū)若從外地運(yùn)進(jìn)天然砂，昂貴的運(yùn)費(fèi)勢(shì)必大大增加工程造價(jià)。因此，尋求新砂源、開(kāi)發(fā)人工砂已勢(shì)在必行。利用當(dāng)?shù)氐膸r石資源或工程棄置的廢石生產(chǎn)機(jī)制砂，已成為必不可少的替代資源。
用不同塊度的巖石加工成4.75~以下的機(jī)制砂顆粒，需經(jīng)破碎等工藝環(huán)節(jié)，不可避免地要產(chǎn)生一些石粉，機(jī)制砂中石粉含量與母巖機(jī)械物理性能和砂的級(jí)配分布取向有直接關(guān)系。對(duì)于細(xì)度模數(shù)的要求和石粉含量的限制相互矛盾，控制石粉產(chǎn)生比例，則細(xì)度模數(shù)過(guò)大；控制細(xì)度模數(shù)，又產(chǎn)生超量的石粉。從貴州等地機(jī)制砂生產(chǎn)的大致情況來(lái)看，未經(jīng)處理的機(jī)制砂石粉含量一般為10-15%，國(guó)外生產(chǎn)的機(jī)制砂石粉含量，也基本上在這個(gè)范圍內(nèi)。
砂廠對(duì)超量石粉的處理方式，通常是風(fēng)選收塵和水洗兩種方法。處理出去的顆粒并非只有石粉，還含有O.15mm，0.3mm，0.6mm甚至更大的顆粒，嚴(yán)重地破壞了機(jī)制砂的自然級(jí)配，不利于達(dá)到骨料的更大密度，水洗法尤甚。
生產(chǎn)機(jī)制砂過(guò)程中的去粉處理，勢(shì)必破壞細(xì)集料的原級(jí)配，寶貴的資源就這樣被沖走，同時(shí)消耗大量的水，有的生產(chǎn)線每生產(chǎn)1立方米的砂需水4立方米。一方面制砂成本增加，另一方面給環(huán)境造成不良影響。有些地區(qū)水源無(wú)從解決，要求對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行水洗也是不現(xiàn)實(shí)的。
目前，人們對(duì)機(jī)制砂還不十分了解，一是不接受石粉，再就是存在“機(jī)制砂質(zhì)量不如天然砂”的誤解，有的地區(qū)或部門唯恐石粉或機(jī)制砂影響工程質(zhì)量，限制機(jī)制砂的應(yīng)用范圍。
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