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機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,其品質對混凝土拌合物的工作性及硬化混凝土的物理力學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,天然砂是由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的、粒徑小于4.75mm的巖石顆粒,但不包括軟質巖、風化巖石的顆粒,按其產源可分為河砂、海砂、山砂。機制砂是用巖石經除土開采、機械破碎、篩分制成的,粒徑小于4.75mm的巖石顆粒,但不包括軟質巖、風化巖石的顆粒。混合砂是由機制砂和天然砂按一定比例混合制成的砂,人工砂是機制砂和混合砂的統稱。
石粉是機制砂中粒徑小于75μm的顆粒,機制砂在生產過程中不可避免地要產生一定量的石粉,與天然砂中的泥粉不同,石粉與機制砂為同一母巖、礦物成分相同,石粉的顆粒分布與泥粉也有很大的區別。石粉構成機制砂的微細級配,是機制砂的重要組成部分,石灰石質石粉參與水泥水化,對混凝土具有增強作用。
混凝土是目前更大宗的建筑材料,隨著我國建設規模越來越大,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內是不可再生的,隨著基本建設日益發展的需要,我國不少地區出現天然砂資源逐步減少,砂的數量和質量逐漸不能滿足混凝土用砂的需要,影響了工程建設的進度和質量。
近年來,由于砂資源短缺,價格上漲,一些地區超量開采,毀田挖砂、破壞河道情況比比皆是,過度采砂造成的環境破壞越來越嚴重,尤其是江砂、河砂的過量開采會危及江、河堤岸的穩定。因此,國務院和各地政府不得不相繼出臺了禁采或限采天然砂的規定。
天然砂是地方性資源,分布不均衡,有的地區天然砂資源十分匾乏,如貴州省巖溶地區、湖北省西部地區、部分沿海城市等,這些地區若從外地運進天然砂,昂貴的運費勢必大大增加工程造價。因此,尋求新砂源、開發人工砂已勢在必行。利用當地的巖石資源或工程棄置的廢石生產機制砂,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~以下的機制砂顆粒,需經破碎等工藝環節,不可避免地要產生一些石粉,機制砂中石粉含量與母巖機械物理性能和砂的級配分布取向有直接關系。對于細度模數的要求和石粉含量的限制相互矛盾,控制石粉產生比例,則細度模數過大;控制細度模數,又產生超量的石粉。從貴州等地機制砂生產的大致情況來看,未經處理的機制砂石粉含量一般為10-15%,國外生產的機制砂石粉含量,也基本上在這個范圍內。
砂廠對超量石粉的處理方式,通常是風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,嚴重地破壞了機制砂的自然級配,不利于達到骨料的更大密度,水洗法尤甚。
生產機制砂過程中的去粉處理,勢必破壞細集料的原級配,寶貴的資源就這樣被沖走,同時消耗大量的水,有的生產線每生產1立方米的砂需水4立方米。一方面制砂成本增加,另一方面給環境造成不良影響。有些地區水源無從解決,要求對機制砂進行水洗也是不現實的。
目前,人們對機制砂還不十分了解,一是不接受石粉,再就是存在“機制砂質量不如天然砂”的誤解,有的地區或部門唯恐石粉或機制砂影響工程質量,限制機制砂的應用范圍。
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