机制砂发展应用存在问题

机制砂的发展及应用与存在问题探讨摘要: 指出了机制砂混凝土在施工中要注意的主要问题, 提出

了目前机制砂生产存在的主要问题和解决对策。认为资源问题、提高对机制砂认识、加强市场建设和管理是发展机制砂的关键。

关键词: 机制砂; 骨料; 混凝土

1 机制砂的发展由来

与其他用于结构的建筑材料相比, 混凝土是相对耗能最低的材料, 在基本建设中应用最为广泛。占混凝土质量6 /7 左右的砂、

石是混凝土的骨架。是消耗自然资源最大的材料, 据估算, 现全国每年建筑骨料用量约为70多亿t。从20世纪60年代起,水电系统的土木建设工程就开始就地取材, 进行机制砂石的生产和应用的

研究, 并开始在工程上使用。

我国有大量的金属矿和非金属矿, 在采矿和加工过程中伴随产

生约20% ~ 80%的尾矿, 有相当数量的尾矿没有合理利用, 已约有

上百亿吨的尾矿大量堆积, 特别是小型矿山, 尾矿随意堆放, 占

用土地,污染环境, 埋下隐患, 造成重大事故。而如果经过适当分

选与加工, 不少尾矿就可以制成机制砂石。既解决了污染等问题, 又提高了自然资源利用率, 形成综合效益, 完全符合建设资源节

约型、环境友好型社会的科学发展观和可持续发展的国策。

为适应新形势的发展, 2002年2月1日起实施的gb /t14684- 2001建筑用砂首次增加了人工砂种类, 确定了人工砂为新的砂源,

明确提出我国的人工砂不能只限定于国外单纯用矿山原料加工的机制砂, 同时要发展用尾矿加工制成的机制砂; 另外,鼓励在挖掘天然河砂的同时, 把原来丢弃的大小卵石加工成机制砂, 或利用其他尾矿机制砂与天然砂混合制成机制砂, 达到充分利用资源, 降低生产成本, 减少环境破坏的目的。同时, 提出了适应资源复杂化后的机制砂质量要求和新的试验方法, 为全国机制砂的发展打开了技术通道和基础。

2 机制砂的特性

因在大多数情况下混凝土对骨料本身岩石的矿物类型没有特殊的要求, 不按其矿物成分分类。只需要具有足够高的硬度和强度、良好的级配和粒形,不含有害杂质、黏土和有机物等杂质, 化学稳定性好, 用于民用建筑还要具备低的放射性。故gb /t14684- 2001中把人工砂定义为经除土处理的机制砂、混合砂的统称。

机制砂是由机械破碎、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。

用卵石制成机制砂外观与天然砂区别不大, 特别是混合砂, 用户很难区别, 推广较容易。用岩石或尾矿生产的机制砂从颜色到组成与天然砂区别很大, 尤其干法生产的机制砂显得石粉很多, 只要石粉含量达10% 左右时, 看上去就像都是石头粉(或土)一样, 使人心产疑虑, 不敢使用。

目前, 国内机制砂生产主要有两种形式, 一种是专门生产的机

制砂, 其级配、细度模数均可做到优于天然砂, 粒型也可与天然砂相似。再一种是利用各种尾矿附带生产或产生的, 这是目前机制砂的主体。其中, 多数是生产碎石后的石屑经过简单加工和筛分或直接利用。机制砂生产过程分为干法、半干法和湿法。机制砂的母岩, 除了石灰岩为主要料源外, 花岗岩、砂岩、石英岩、流纹岩、玄武岩、闪长岩、片麻岩、辉绿岩、凝灰岩等多种岩石都可以使用。

与天然砂相比, 机制砂有四大优势。

资源优势: 可利用各种废弃资源, 符合科学发展观和节约、循环型经济。

管理优势: 有稳定的法人主体, 实行生产许可,有固定的经营

场所。

质量优势: 料源固定、稳定, 机械化的生产方式,保证了产品的质量稳定、可调、可控。

品质优势: 有较高的表面能和亲水性; 有完整的级配, 尤其有小于75m 石粉的微级配; 有多种的矿物成分可选择; 颗粒级配稳定、可调整; 粒形可改善。

机制砂的特点是, 多棱角立方体, 含有一定量的石粉, 表面粗糙, 比表面积大, (即便是粒型较好的机制砂颗粒, 其表面积仍比天然砂要大很多) , 各产

品的各项指标之间的差别大。

3 机制砂的应用与需要注意的问题

在已有的工程实践中, 用机制砂已配制出了从c10- c70的普通混凝土和泵送混凝土, 泵送最大高度达400m; 配制出跨度达64m的予应力混凝土梁。在试验室设计强度c100的机制砂混凝土90d 实际强度达到155mpa。机制砂已广泛应用在混凝土结构、砂浆和制品中。

目前在建设业, 机制砂主要用于配制混凝土, 并以预拌混凝土为主。由于机制砂自身有很强的特点, 在应用时就要扬长避短, 根据机制砂的特性使用。除了要发挥人工砂的各项优势外, 在具体技术层面, 要注意以下几个问题:

1)认真执行人工砂标准的各项技术要求;

2)正确认识和使用石粉;

3)人工砂混凝土的配制。

4 机制砂的生产存在的问题

1)是粒型不好, 针片状过多, 这里有岩石材质的问题, 但也与设备选型有关, 如用锷式破碎机的产品粒型就差, 而选用专门的

制砂机, 此问题基本可以解决。

2)不注重级配, 细度模数偏大。相当数量的机制砂企业为减少机械磨损, 降低生产成本, 生产的机制砂细度模数多为3. 0以上, 出厂不检验, 甚至连必要的试验设备也没有。因此, 提高机制砂生产企业素质, 严格生产准入制度非常必要。

3)是洗走泥粉的问题。泥粉对混凝土是有害的, 必须严格控制

其含量, 机制砂生产同样要注意除去山皮土和夹层土。但除土工序一定要放在原料处理前, 不能放在最后, 这样, 即避免了泥土的

掺人, 又为石粉的保留和合理的级配创造了条件。

4)用风化的山砂经水洗或简单加工作为机制砂。这种砂表面看

上去粒型好, 级配合格, 细度模数也在中粗砂范围。但实际上, 其抗压强度很低, 严重的用手可以捻出碎粉, 不仅配制混凝土不行, 制成砂浆也不耐磨。控制办法就是检测其压碎指标, 压碎指标不合格的不能使用。

5)注意环境保护。当前, 在河道里生产机制砂存在着乱采乱挖、大直径卵石不利用; 矿山生产机制砂存在破坏式开采和产后无治

理等问题, 严重破坏河道、山体与景观。其次是扬尘的问题, 多数企业生产设备为开放式和没有吸尘装置, 污染大气, 长久下去一

定会被关停。

5 机制砂发展中的其他问题

如同其他新事物一样, 机制砂目前的发展极不平衡, 仍有很大

的阻力, 根本的原因还是资源。由于传统习惯势力的影响, 只要有天然砂存在, 尽管其质量不好, 人们还是习惯用天然砂。

全国范围内, 建立起正常砂石市场的地区不多。砂石的交易还

多处于原始的凭个体信息和关系的状态。造成买家找不到好的货源, 质量好的砂又发挥不了真正的价值。价格被最简单的生产方式和最低的资源成本所决定, 给非法采砂造就了市场, 阻碍了机制砂的