人工砂在干混砂漿中的應(yīng)用研究

郭書輝

深圳市航天新材科技有限公司 廣東 深圳 518052

引言

每年我國所生產(chǎn)的天然砂高達(dá)7億多噸，而人工砂僅占其20%，但是天然砂是屬于地方性的不可再生資源，具有不易長距離運(yùn)輸、分布不均勻等特點(diǎn)，甚至我國部分地區(qū)由于過度開采天然砂，進(jìn)而導(dǎo)致天然砂資源瀕臨枯竭，當(dāng)前多地政府已明令禁止或限產(chǎn)天然砂，使得我國建筑工程施工中所需要的混凝土原材料緊缺。而這一現(xiàn)象的發(fā)生就加大了人工砂在建筑工程材料行業(yè)中的地位，下文便探討了人工砂在干混砂漿中的具體應(yīng)用。

1 人工砂在干混砂漿中的應(yīng)用前景

當(dāng)前我國眾多學(xué)者對干混砂漿配置作業(yè)中的天然砂開展相關(guān)研究，其主要研究工作圍繞著干混砂漿的最佳配料方案、客戶不同需求、品種分類、生產(chǎn)設(shè)備等方向開展。人工砂在干混砂漿中的應(yīng)用已于最近幾年嶄露頭角，并且人工砂在品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面的性能已明顯超越天然砂[1]。

2 干混砂漿中人工砂配置的原材料及方法

2.1 人工砂的生產(chǎn)工藝

人工砂在生產(chǎn)的過程中可以簡單地劃分為以下幾個步驟，首先是進(jìn)行大塊原石的粉碎，在粉碎過程中需要進(jìn)行初步粉碎、中度粉碎和深度粉碎，再將粉碎后的原石通過機(jī)器進(jìn)行篩選，并且進(jìn)行粉塵去除，這樣就可以形成初步的人工砂。采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行人工砂的生產(chǎn)較為簡單，但是在生產(chǎn)過程中由于缺少工藝上的控制，使得人工砂的顆粒形體不一，并且濕法除粉效果在人工砂的生產(chǎn)中可控性不高，這就會導(dǎo)致人工砂產(chǎn)品中存在的方角體過多、砂體表面顆粒縫隙較多、砂體石粉含量過高等問題。

因此我國工業(yè)行業(yè)在人工砂的生產(chǎn)過程中，需要優(yōu)先選擇高效粗細(xì)粉分離機(jī)，利用該設(shè)備所具備的重力作用，借助風(fēng)力將天然砂中的雜質(zhì)和鐵礦石粉進(jìn)行分離，這樣制備而成的砂粒就可以在風(fēng)筒中進(jìn)行自由落體運(yùn)動。同時該設(shè)備在人工砂的制備過程中，還可以根據(jù)建筑工程的需求，進(jìn)而選擇1～5檔不同級別的風(fēng)速，對人工砂中的石粉含量進(jìn)行有效控制[2]。

2.2 人工砂在干混砂漿中的具體配置方案

人工砂在干混砂漿中具體配制時，為了保障干混砂漿的稠度在80～100毫米范圍內(nèi)，需要對人工砂的強(qiáng)度及粘聚性進(jìn)行合理控制。在配置中首先需要確定干混砂漿的基本配合比例，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)具體的比例來選取人工砂，配置人員還需要進(jìn)行人工砂和干混砂漿的配置試驗。實驗中主要對干混砂漿的工作性及強(qiáng)度進(jìn)行測試，進(jìn)而尋找到人工砂對干混砂漿帶來的規(guī)律性影響。在對已有抗裂抹面砂漿配方的干混砂漿進(jìn)行配制時，需要選用人工砂替代其中的細(xì)骨料，進(jìn)而提高干混砂漿的工作性能、收縮性能及自身強(qiáng)度。在干混砂漿配置完成過后，配置人員需要根據(jù)《水泥膠砂強(qiáng)度檢測方法》中的相關(guān)要求，對干混砂漿的砂漿稠度、強(qiáng)度、黏度等進(jìn)行測試，通過選擇尺寸在40×40毫米的試塊，并在試塊兩端采用502快干膠進(jìn)行粘連，利用金屬測試其強(qiáng)度，在長度測試中主要采用量尺為0.01毫米的千分尺進(jìn)行測量。

3 不同比例人工砂代替河沙對干混砂漿性能的影響

3.1 對干混砂漿工作性能帶來的影響

在利用人工砂進(jìn)行干混砂漿的配置過程中，需要將干混砂漿的稠度80～100毫米的范圍內(nèi)，這樣才可以保證干混砂漿的凝聚性和保水性，使得干混砂漿的自身強(qiáng)度達(dá)到建筑工程的施工要求。在具體的配置過程中需要將水膠比控制在0.7～0.8、膠砂比控制在1∶4，干混砂漿配制中的礦物摻和料優(yōu)先選擇粉煤灰，在摻加礦物配料時，需要選用占總量20%的凝膠材料和占總量0.04%～0.05%的纖維素醚材料。在測試人工砂對干混砂漿工作性能帶來影響的過程中，需要選擇0%、25%、35%、45%、55%、65%、75%等多個取樣值，來研究人工砂取代天然砂變化量，對干混砂漿的強(qiáng)度帶來的規(guī)律性影響。在實驗中發(fā)現(xiàn)，干混砂漿中人工砂的含量越低，其自身強(qiáng)度及工作性能越佳；人工砂含量占天然砂含量25%以下時，干混砂漿的稠度可以調(diào)配到最佳范圍內(nèi)[3]。

3.2 對干混砂漿強(qiáng)度帶來的影響

利用人工砂進(jìn)行干混砂漿的配制過程中，配制人員發(fā)現(xiàn)人工砂在干混砂漿中摻加量較小時，對干混砂漿的自身強(qiáng)度沒有顯著的影響。但是當(dāng)人工砂的摻加量達(dá)到55%以上時，就會感到干混砂漿的漿體明顯變硬且流動性減弱，甚至部分干混砂漿在配制后表面出現(xiàn)不平滑的現(xiàn)象。這主要是源于相同流動性要求下人工砂比天然砂用水量更大，如果人工砂用水量小于天然砂，那么就會造成干混砂漿的稠度值下降。此外在對完全使用天然砂與人工砂所配制的干混砂漿進(jìn)行對比的過程中，發(fā)現(xiàn)配比完全相同情況下，天然砂的干混砂漿自身強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度明顯低于人工砂。并且人工砂的抗折強(qiáng)度綜合比較比天然砂所配置的干混砂漿高約42%～57%，抗壓強(qiáng)度高約47%～68%，因此可以得出以下結(jié)論，在采用人工砂和天然砂進(jìn)行干混砂漿的配置過程，選用人工砂進(jìn)行配置，所制備的干混砂漿試塊強(qiáng)度更高[4]。

4 結(jié)束語

當(dāng)前我國最大的建筑結(jié)構(gòu)材料中屬于混凝土，而混凝土的主要組成成分是砂制材料，這部分材料包括天然砂和人工砂兩種。但是隨著近些年來天然砂的產(chǎn)量減少、開采成本逐漸增加，進(jìn)行人工砂的制備工作已成為建筑工程行業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，通過提高人工砂的制備質(zhì)量及生產(chǎn)工藝，就可以促進(jìn)我國建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。