淺談機(jī)制砂的研究與應(yīng)用

1、淺談機(jī)制砂的研究與應(yīng)用 淺談機(jī)制砂的研究與應(yīng)用摘 要:介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)制砂的應(yīng)用情況,通過相關(guān)試驗(yàn)的研究,得出機(jī)制砂含量對(duì)水泥拌合物性能的影響,論述了機(jī)制砂的技術(shù)要求,通過應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證了機(jī)制砂的可行性。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞:機(jī)制砂,使用性能,水泥拌合物1 機(jī)制砂應(yīng)用概述 機(jī)制砂應(yīng)用概述1. 1 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用機(jī)制砂的情況在美、英、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家使用人工砂(機(jī)制砂) 作為混凝土細(xì)骨料已有 30 多年歷史,在各種建筑工程中應(yīng)用比較普遍,關(guān)于機(jī)制砂

2、的材料與試驗(yàn)、使用標(biāo)準(zhǔn)已相當(dāng)完善。而我國(guó)在建筑方面采用機(jī)制砂從 20 世紀(jì) 60 年代已經(jīng)起步,但河砂、江砂等天然砂的使用還比較普遍,1973 年國(guó)家建委在貴州省召開了機(jī)制砂在混凝土中應(yīng)用的論證會(huì),通過建材業(yè)和建筑業(yè)的經(jīng)驗(yàn)交流,肯定了研究成果,并制定了《機(jī)制砂混凝土技術(shù)規(guī)程》。自此,機(jī)制砂的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大,由建筑行業(yè)擴(kuò)大到公路、鐵路、水電、冶金等系統(tǒng),由擋護(hù)工程擴(kuò)大到橋梁、隧道及水工工程,從砌筑砂漿發(fā)展到普通混凝土、鋼筋混凝土,預(yù)應(yīng)力

3、混凝土、泵送混凝土、氣密性混凝土及噴錨支護(hù)等工程。但是由于試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范的不完善及試驗(yàn)材料的滯后,我國(guó)建筑業(yè)對(duì)天然砂還存在較強(qiáng)的依賴性,在許多重要結(jié)構(gòu)中對(duì)機(jī)制砂的使用還存在限制條件。采用機(jī)制砂多數(shù)是在天然砂供應(yīng)不足或經(jīng)濟(jì)比選相差懸殊時(shí)不得已而為之的方案。1. 2 在建筑施工中大量應(yīng)用機(jī)制砂勢(shì)在必行砂是混凝土組成的主要材料,隨著建筑業(yè)發(fā)展和對(duì)建筑工程質(zhì)量的重視,建筑市場(chǎng)用砂數(shù)量越來越大,質(zhì)量上要求越來越高,而合格的天然砂資源卻越來越

4、少,由此引發(fā)的工程質(zhì)量,破壞農(nóng)田、水利資源問題日趨嚴(yán)重,砂生產(chǎn)也因資源的變化而有所改變,建筑用砂的質(zhì)量和數(shù)量對(duì)建筑市場(chǎng)的影響日益明顯。承認(rèn)人工砂合格的建材地位并加以規(guī)范利用是勢(shì)在必行的。2 使用機(jī)制砂與天然砂對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果 使用機(jī)制砂與天然砂對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果2. 1 堅(jiān)固性與耐久性試驗(yàn)機(jī)制砂的堅(jiān)固性能比河砂稍差,但仍然達(dá)到 GB/ T 141684293 標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品指標(biāo),在普通混凝土中使用不存在問題。但在經(jīng)常遭受摩擦沖擊的混凝土構(gòu)件中使

5、用,除必須摻用外加劑,還應(yīng)控制混凝土的灰砂比和砂的壓碎指標(biāo)與石粉含量。2. 2 機(jī)制砂石粉含量對(duì)水泥拌合物性能的影響2. 2. 1 水泥的試驗(yàn)為探明機(jī)制砂中的石粉對(duì)水泥性能的影響,按內(nèi)摻法將粒徑小于 75μm 的石粉摻入水泥中試驗(yàn)。結(jié)果表明:石粉取代部分水泥后,對(duì)凝結(jié)時(shí)間和安定性均無影響。當(dāng)取代量小于 5 %時(shí),水泥強(qiáng)度略有提高(1 %～4 %) ,其原因主要是石粉中的碳酸鹽在水泥水化過程中與水泥的鋁硅酸鹽形成碳鋁酸鹽,使水泥強(qiáng)度得

6、以提高;當(dāng)取代量大于 10 %時(shí),隨取代量的增加水泥強(qiáng)度呈直線下降,原因是水泥的鋁成分有限,過多的石粉只能起惰性料的填充作用,反而降低水泥的活性。3. 3 石粉的控制觀點(diǎn)由于石粉的存在對(duì)其拌合物的作用有有利的方面也有不利的方面,因此可以對(duì)石粉進(jìn)行控制使用。國(guó)際上對(duì)機(jī)制砂石粉的要求有所不同。美國(guó)耐磨混凝土小于 5 % ,用于普通混凝土小于 7 % ,用于砂漿小于 10 %;英國(guó)對(duì)于重載混凝土的機(jī)制砂石粉含量要求小于 8 % ,對(duì)于用普通

7、混凝土機(jī)制砂石粉含量 15 %;日本對(duì)用于混凝土機(jī)制砂石粉含量要求是小于 7 %。由于我國(guó)建筑業(yè)應(yīng)用機(jī)制砂處于起步階段,而我國(guó)地域廣闊,礦產(chǎn)復(fù)雜,各地生產(chǎn)和使用機(jī)制砂的水平相差很大,因此國(guó)標(biāo)在對(duì)石粉的控制要求偏于亞甲藍(lán),但根據(jù)多次使用機(jī)制砂及株六鐵路復(fù)線、四川高縣惠澤水庫施工中針對(duì)石粉對(duì)混凝土性能影響展開的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以證明,對(duì)機(jī)制砂石粉含量可以放寬標(biāo)準(zhǔn)使用,可參照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)后確定控制含量:配制強(qiáng)度等級(jí)大于 C30 的混凝土機(jī)制

8、砂石粉含量小于 10 % ,配制強(qiáng)度等級(jí)為 C20～C30 的混凝土機(jī)制砂的石粉含量小于 15 %。配制強(qiáng)度等級(jí)小于 C20 的混凝土機(jī)制砂的石粉含量小于 20 %。用機(jī)制砂配制混凝土與天然砂無大的區(qū)別,一般來講,同坍落度的前提下,機(jī)制砂的用水量要稍大些,但要根據(jù)施工條件及結(jié)構(gòu)物和運(yùn)輸?shù)纫蛩乜紤]。但對(duì)混凝土的強(qiáng)度基本不變;用機(jī)制砂配制泵送混凝土等特種混凝土?xí)r注意砂率不宜過高,防止降低混凝土強(qiáng)度和耐久性等工程質(zhì)量。4 應(yīng)用實(shí)例 應(yīng)用實(shí)例

9、四川省宜賓市高縣惠澤水庫樞紐工程,是一座以灌溉為主。中鐵十五局集團(tuán)承建的主要任務(wù)為攔河大壩,壩頂高程 482 m ,最大填高 60. 2 m ,壩頂軸線長(zhǎng) 226 m ,壩體采用 C15 混凝土砌條石重力壩。水庫樞紐工程澆筑 C15 ,C25 ,C30 混凝土 101 973 m3 ,需地材 188 649 m3 ,其中砂用量 66 282 m3 ,按照計(jì)算對(duì)比,采用機(jī)制砂與遠(yuǎn)運(yùn)天然砂價(jià)差達(dá) 33 元/ m3 ,除動(dòng)建砂場(chǎng)的費(fèi)用 30

10、萬元,節(jié)約投資 189 萬元,該公司著手進(jìn)行了機(jī)制砂應(yīng)用在水工混凝土中的試驗(yàn)研究;在株六復(fù)線鐵路建設(shè)中,由于地處貴州山區(qū),河砂少,山砂質(zhì)量保證不了混凝土的質(zhì)量,如采用火車遠(yuǎn)運(yùn)砂,差價(jià)達(dá) 12 元/ m3 之多,僅該公司用砂 8 萬余 m3 ,全線大多數(shù)施工單位均采用機(jī)制砂,其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。5 結(jié)語 結(jié)語在工程建設(shè)過程中,砂石作為混凝土結(jié)構(gòu)材料的重要組成部分,其質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量及耐久性具有舉足輕重的影響。在滿足用砂性能指標(biāo)的