人工砂在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用研究

鄧伴弟

摘要：隨著我國社會的生產(chǎn)力的高速發(fā)展，對于能源的需求越來越多。在社會的生產(chǎn)中，消耗著越來越多的自然資源，使我國面臨著資源短缺的局面。在建筑工程中使用的預(yù)拌混凝土材料，以組分的細(xì)集料砂為主，早年建筑時(shí)，砂多從江河中打撈而來，成本低，數(shù)量多。但是近年來，隨著預(yù)拌混凝土建筑數(shù)量越來越多，對砂的打撈量也不斷增多，江河中的泥沙幾近枯竭，打撈出的砂或粗細(xì)不符合規(guī)格，或含泥量較多，質(zhì)量急劇下降，工程的安全得不到保障。本文首先分析了人工砂在預(yù)拌混凝土工作中的種種影響，進(jìn)而分析了人工砂應(yīng)用到實(shí)際中的發(fā)展完善及一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后講述了人工砂的種種優(yōu)勢。為讀者面系統(tǒng)地展示了人工砂在預(yù)拌混凝土中的關(guān)鍵性作用。

關(guān)鍵詞：人工砂；預(yù)拌混凝土；應(yīng)用研究

引言：

砂是組成混凝土材料的主要成分，近年來，隨著工程數(shù)量的增多，社會基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，建筑市場對砂的需求量也不斷增加。在早期的建筑中，砂主要源于江河中的打撈，如今江河中的砂幾乎被打撈殆盡，為彌補(bǔ)這一工程缺口，人工砂應(yīng)運(yùn)而生，成為原有自然砂的代替品。這種人工砂是指巖石被除土開采后，用機(jī)器加工粉碎，再通過篩選分揀后的產(chǎn)物。這種人工砂的粒徑規(guī)格一般控制在4.75mm以下（不包括風(fēng)化、軟質(zhì)的巖石粒子）。人工砂的某些性能與天然砂相似，與天然砂相比還具有質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙多孔、表面有棱有角、粘結(jié)性練好的優(yōu)勢。它的化學(xué)成分是石粉。一般情況下，要求人工砂中的石粉含量必須達(dá)到一定數(shù)值，才能夠被用到預(yù)拌混凝土工程建筑中。人工砂的出現(xiàn)和使用節(jié)約了自然砂的使用，對我國的自然環(huán)境保護(hù)具有積極意義。

一、人工砂在預(yù)拌混凝土中的影響

1.1人工砂顆粒的級配對預(yù)拌混凝土性能的影響

人工砂顆粒級配的一大特點(diǎn)是：粒徑300μm以下的的顆粒含量較高。一般配置預(yù)拌混凝土?xí)r，需要的人工砂細(xì)度模數(shù)要控制在2.3-3.2之間，中砂Ⅱ區(qū)是最適宜的。如果選用0.75g/kg（MB<1.4）規(guī)格的砂，在這里面，石粉是它的主要成分，而泥粉在之中只占了一小部分。石粉是人工砂中的惰性填充材料，它對人工砂的抗?jié)B性和密封性都有一定的影響。人工砂的表面有棱角且粗糙多孔，比較容易用水泥漿料將其與骨料界面粘連，增強(qiáng)混凝土材料的強(qiáng)度，進(jìn)而保證工程建筑的安全屬性。

1.2人工砂中石粉的含量對預(yù)拌混凝土性能的影響

人工砂雖為自然砂的代替品，但是就級配而言，人工砂含量較多的是粒徑低于0.075mm的顆粒，這些顆粒的主要成分大都是由粘性土質(zhì)或石粉組成的，一般它們的含量會控制在15%以內(nèi)。人工砂中的石粉含量對混凝土的流動性會造成極大地影響，當(dāng)人工砂的MB值大于1.4時(shí)，它的主要成分就是泥粉，當(dāng)泥粉過多時(shí)，就會導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的下降，這又直接影響到混凝土塌落度；當(dāng)人工砂的MB值小于1.4時(shí)，人工砂中的石粉含量升高，會減少對混凝土的影響。要對人工砂進(jìn)行一定的檢驗(yàn)才能確定它對混凝土性能的影響狀況。一般情況下，我們會通過控制人工砂質(zhì)量的方式來進(jìn)行檢驗(yàn)，用亞甲藍(lán)法對人工砂中的石粉含量進(jìn)行測試。在預(yù)拌混凝土過程中，不可避免有高層泵送工作，這需要混凝土改善和易性，適應(yīng)工作要求。在此情況下，就可以在預(yù)拌混凝土?xí)r適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用引氣型的外加劑，還可以放入適量的參合料，促進(jìn)混凝土拌合物性能的提升，以保障工程的安全屬性。

1.3人工砂在混凝土泵送中對其流動性的影響

相比于自然砂，人工砂的表面有棱角，疏松多孔。正是這種特性使得砂粒之間摩擦較大，彼此咬合的更加牢不可分，降低了混凝土的流動性。因此在配置中礫人工砂混凝土?xí)r，在不改變水膠的情況下可以將礫率提高1-2%，用水量應(yīng)該比采用天然砂時(shí)增加5-10kg，這樣才能夠保證人工砂代替天然砂更好地發(fā)揮作用。如果想要增加混凝土的流動性，可以加大磨細(xì)礦粉和粉煤灰的用量（磨細(xì)礦粉和相遇時(shí)會產(chǎn)生物理反應(yīng)），還可以使用減水劑，配之以引氣作用。至于拌合物，也要進(jìn)行性能試驗(yàn)。除此之外，還要進(jìn)行損失實(shí)驗(yàn)，保證結(jié)果符合施工要求，促進(jìn)混凝土的順利進(jìn)展。

二、人工砂的應(yīng)用及試驗(yàn)結(jié)果

2.1人工砂在應(yīng)用中遇到的問題

（1）作為自然砂的代替品，人工砂出現(xiàn)的時(shí)間還較短，在生產(chǎn)中，必不可免的會出現(xiàn)這樣那樣的問題，難以保證人工砂的級配穩(wěn)定；泥粉含量掌握不夠嫻熟，石粉含量控制不好，導(dǎo)致生產(chǎn)出低質(zhì)不合規(guī)格的人工砂。

（2）在進(jìn)行篩選工作時(shí)，會產(chǎn)生部分廢水，廢水中會含有一部分的細(xì)沙，如何對這部分細(xì)沙進(jìn)行處理是生產(chǎn)者面臨的又一問題。

（3）在砂的生產(chǎn)中，生產(chǎn)者難以掌控石粉和泥粉的用量，導(dǎo)致生產(chǎn)出的砂規(guī)格參差不齊，給預(yù)拌混凝土的工作帶來一定挑戰(zhàn)。

2.2解決措施

（1）人工砂的生產(chǎn)要從源頭抓起，首先工廠在篩選巖石時(shí)，應(yīng)該直接將粒徑大于5mm的顆粒剔除，然后再進(jìn)行二輪篩選。

（2）廢水中的細(xì)沙積攢起來也能達(dá)到到一定的數(shù)量，因此廢水中的細(xì)沙也應(yīng)該充分利用起來，重新回收，統(tǒng)一處理再利用。既保證篩洗后的細(xì)沙合理配置，又能保證細(xì)砂中的石粉含量達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）人工砂生產(chǎn)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出適當(dāng)?shù)啬喾酆褪鄣纳a(chǎn)配比，在生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格按照配比結(jié)果生產(chǎn)，保證人工砂規(guī)格統(tǒng)一，質(zhì)量上乘，在預(yù)拌混凝土工作中發(fā)揮良好的效用。

2.3人工砂應(yīng)用的試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，人工砂的生產(chǎn)目前還沒有統(tǒng)一的完善的數(shù)據(jù)參考，因此需要生產(chǎn)者不斷試驗(yàn)，最后得到經(jīng)得起檢驗(yàn)的可靠結(jié)果?；炷林袇⑷?%、30%、50%、70%的機(jī)制砂后，其性能能夠達(dá)到泵送混凝土入泵坍落度不小于100mm的要求?；炷林袚饺?0%機(jī)制砂時(shí)，它的抗壓度會低于未摻機(jī)制砂的混凝土；摻入50%機(jī)制砂時(shí)，它的抗壓強(qiáng)度最高；摻入70%機(jī)制砂時(shí)，它的抗壓度會下降。

三、人工砂在預(yù)拌混凝土中的作用

3.1標(biāo)準(zhǔn)的人工砂能夠提高混凝土的性能

實(shí)踐證明，當(dāng)符合標(biāo)準(zhǔn)的人工砂運(yùn)用到預(yù)拌混凝土中時(shí)，可以提高混凝土的振搗性和密實(shí)性，并增加混凝土的強(qiáng)度，可以是混凝土抗壓、抗折、抗拉應(yīng)力，進(jìn)而達(dá)到混凝土的泵送要求。

3.2人工砂的成本較低

目前市面上的人工砂價(jià)格大約在40-45元/m3，與天然砂的差價(jià)在15元左右。在預(yù)拌混凝土項(xiàng)目中采用人工砂能夠節(jié)約部分成本，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來更大的利潤空間。

3.3能夠節(jié)約資源，符和可持續(xù)發(fā)展的主題

天然砂如今已被淘得所剩無幾，利用人工砂，可以減少對天然砂的使用，這樣能夠節(jié)約自然資源，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，形成綜合效益，符合可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代主題。

結(jié)語：

任何自然資源在超速使用的情況下都會有用光殆盡的一天，因此找到該資源的人工代替品是必然趨勢。人工砂的出現(xiàn)，就延緩了自然砂的消亡。人工砂的出現(xiàn)有好的方面，也有弊端，例如在泵送混凝土?xí)r，它的流動性會有些不足之處。但是我們要辯證的看待，科技在不斷發(fā)展，現(xiàn)在所面臨的問題，也許明天就會迎刃而解。人工砂所展現(xiàn)出來的更多的是它的優(yōu)勢。在這中間，生產(chǎn)者起到很關(guān)鍵的作用，因此人工砂生產(chǎn)者一定要有責(zé)任感，不可投機(jī)取巧、見利忘義，要集中精力生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工砂，以便預(yù)拌混凝土工程的開展，為我國的建筑事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。

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