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砂石骨料在混凝土中的地位举足轻重

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-09-02  浏览次数:142

  由于传统的观念,人们对砂石的认识存在着偏差,认为砂石在混凝土中仅起填充作用,质量无足轻重,只要多加水泥就行。同时,由于过去天然砂石资源的限制,有人即使认识到骨料的重要性,也改变不了其现状,只能采取顺其自然的态度,对砂石不能提出太高的要求,久而久之,砂石的质量得不到应有的重视和控制。明明是重要的产品,生产、使用单位和管理部门却都不把其作为产品来对待,甚至有些科技人员,也认为砂石无技术研究的价值,对砂石的认识还停留在农民挖砂的阶段。
  事实上,砂石骨料在混凝土中的作用非常重要,它起着骨架作用,传递应力,即使没有水泥浆,骨料亦可支撑载重,同时抑制收缩,防止开裂。上世纪90代以俊,混凝土的发展趋势是发展高性能混凝土(HPC),骨料已渐被当作主要架构材料,而水泥用量则越少越好。而HPC的发展必须有高质量的砂石骨料。我国混凝土方面的专家把砂石骨料的质量视为制约我国混凝土发展的瓶颈;分析认为,中国混凝土质量不如西方的主要原因是砂石的质量差,并警告说,如果骨料品质低劣与离散性大的现状得不到改善,HPC就不可能实施。因此,砂石骨料的颗粒级配、粒型、表面特征、针片状颗粒含量、空隙率等过去不被重视或无法控制的性能日显重要。人工砂正是应运而生,在上述方面有其显著的特点。但由于人们已有的对骨料的认识偏见,也限制了对人工砂重要性的认识,仅仅把人工砂当做一种简单替代天然砂的材料对待,用传统天然砂的标准来衡量人工砂,看到的都是人工砂的短处或不习惯处,人为限制了人工砂的发展。
  同其他新生事物一样,人工砂当前的发展还受到社会和文化的传统势力影响二实际上,人工砂目前一般性的生产与使用技术已很成熟,只要使用质量合格的人工砂,一定能取得好效果,不会有什么风险。
  人工砂在全国范围还处于刚起步阶段,对其质量的保证就更为重要。
  人工砂有两大优势四大特点。即资源优势:可利用各种废弃资源,同时,表现出价格或成本差别较大的特点。
  质量优势:体现为质量稳定(产源固定、机械化生产);颗粒级配合理、可调;石粉能合理利用三大特点。
  但人工砂也有天生的不足,粒型多样、比表面积大、需水量大。如颗粒形状多呈三角体或方矩体,表面粗糙,棱角尖锐时,对和易性有影响(但对强度有利);如针片状多时,对和易性和强度都不利。
  在混合砂方面表现为,有的企业特别是小企业,用很粗的石屑加特细的天然砂去当人工砂销售,石屑比例最大的可达30%。这样的人工砂,没有丝毫人工砂的质量优势,相反,有的都是人工砂的不足,严重地影响了人工砂的推广使用,败坏了人工砂的声誉。对此,我们决不能掉以轻心。国家标准规定,人工砂的颗粒级配一定要合格,颗粒级配不合格的人工砂决不允许使用。其目的就是为了防止类似的混合砂滥竿充数。
  在机制砂方面表现为:
  1.粒型不好,针片状过多,这里有岩石问题,但更主要是设备选型造成,不少小企业用颗式破碎机的产品粒型就差,如果选用专门的制砂机,此问题完全可以解决。例如,杭州一家较大的砂石企业,用原选的设备,生产的石子粒型不好,一些小孔径石子的片状率高达100%,机制砂的粒型就可想而知了。后来又购置了上海世邦机器有限公司的破碎机设备、制砂机设备和整形机设备,石子粒型明显改善,机制砂的型状也大大提高。
  2.级配不完全合理,细度模数偏大。多数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,而配制混凝土细度模数最好是在2.6左右。另外,人工砂的级配区最好为2区,各级筛余一定要符合标准要求,但有的企业根本不认识或不重视此指标,使人工砂的优势无法体现,在人们还不认识人工砂的阶段自己给自己造成阻力。这里的原因在上述的认识问题中已经提到,目前问题是,首先生产企业自己要先提高一步,而现状是小型企业多数素质较低,大多数企业自己连级配、细度模数等的基本概念都不懂,连最基本的试验筛也没有,如何谈得上质量控制。因此,开展基本知识教育非常必要。
  3.是洗走石粉的问题。泥粉对混凝土是有害的,必须严格控制其含量,人工砂生产和使用中同样要注意除土,除去山皮土和夹层土。但除土决不能放在最后洗掉小于75微米的颗粒的工序上。因为,石粉也是小于75微米的颗粒,但石粉与天然砂中的泥成分不同、粒径分布不同、在混凝土中所起的作用亦不同,石粉对混凝土是有益的,有适量石粉的存在,弥补了人工砂配制混凝土和易性差的缺陷,同时,它的掺人对完善混凝土小于75微米特细颗粒的级配,(在这一点上,天然砂由于其生产工艺的限制,其特细级配基本没有)提高混凝土密实性都有益处,现代混凝土设计理念,是强调发挥骨料骨架的支撑作用,而发挥骨料骨架的支撑作用最有利条件是使骨料之间空隙最小,密实度最高。进而能起到提高混凝土综合性能的作用。通过水洗实验,洗走颗粒最少的样当中,含150微米以上的颗粒占到25%,其中,300微米以上的颗拉占14%;洗走颗粒最多的样,150微米以上竟占总量的2乃,其中300微米以上的颗粒就占总量的1乃。因此,除土工序一定要放在原料处理前,可干筛或水洗,既避免了泥土的掺人,又为石粉的保留和合理的级配创造了条件。
  在风化的山砂水洗后当建筑用砂方面,风化的山砂一般与风化土混在一起,过去不引起重视,自砂源紧张,看到可利用尾矿制人工砂后,有些企业就用水洗的方法把土洗净,利用该砂做建筑砂。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,似乎是较理想的建筑用砂。但实际上,这种砂的抗压强度很低,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。如利用山砂,在开发前一定找有关检测部门做一个鉴定,特别要按人工砂的技术要求检测其压碎指标,压碎指标不合格的绝对不应使用。在这方面,已有了不少的工程教训,尤其在京津一带,从上世纪80年起,我们就开始了这方面的研究,研究结论和实践证明,京津一带风化的山砂基本不能使用。最近,河南某地检验的14个砂样中有11个压碎指标超标,不合格比例高达79%,应引起我们的高度重视。  由于传统的观念,人们对砂石的认识存在着偏差,认为砂石在混凝土中仅起填充作用,质量无足轻重,只要多加水泥就行。同时,由于过去天然砂石资源的限制,有人即使认识到骨料的重要性,也改变不了其现状,只能采取顺其自然的态度,对砂石不能提出太高的要求,久而久之,砂石的质量得不到应有的重视和控制。明明是重要的产品,生产、使用单位和管理部门却都不把其作为产品来对待,甚至有些科技人员,也认为砂石无技术研究的价值,对砂石的认识还停留在农民挖砂的阶段。
  事实上,砂石骨料在混凝土中的作用非常重要,它起着骨架作用,传递应力,即使没有水泥浆,骨料亦可支撑载重,同时抑制收缩,防止开裂。上世纪90代以俊,混凝土的发展趋势是发展高性能混凝土(HPC),骨料已渐被当作主要架构材料,而水泥用量则越少越好。而HPC的发展必须有高质量的砂石骨料。我国混凝土方面的专家把砂石骨料的质量视为制约我国混凝土发展的瓶颈;分析认为,中国混凝土质量不如西方的主要原因是砂石的质量差,并警告说,如果骨料品质低劣与离散性大的现状得不到改善,HPC就不可能实施。因此,砂石骨料的颗粒级配、粒型、表面特征、针片状颗粒含量、空隙率等过去不被重视或无法控制的性能日显重要。人工砂正是应运而生,在上述方面有其显著的特点。但由于人们已有的对骨料的认识偏见,也限制了对人工砂重要性的认识,仅仅把人工砂当做一种简单替代天然砂的材料对待,用传统天然砂的标准来衡量人工砂,看到的都是人工砂的短处或不习惯处,人为限制了人工砂的发展。
  同其他新生事物一样,人工砂当前的发展还受到社会和文化的传统势力影响二实际上,人工砂目前一般性的生产与使用技术已很成熟,只要使用质量合格的人工砂,一定能取得好效果,不会有什么风险。
  人工砂在全国范围还处于刚起步阶段,对其质量的保证就更为重要。
  人工砂有两大优势四大特点。即资源优势:可利用各种废弃资源,同时,表现出价格或成本差别较大的特点。
  质量优势:体现为质量稳定(产源固定、机械化生产);颗粒级配合理、可调;石粉能合理利用三大特点。
  但人工砂也有天生的不足,粒型多样、比表面积大、需水量大。如颗粒形状多呈三角体或方矩体,表面粗糙,棱角尖锐时,对和易性有影响(但对强度有利);如针片状多时,对和易性和强度都不利。
  在混合砂方面表现为,有的企业特别是小企业,用很粗的石屑加特细的天然砂去当人工砂销售,石屑比例最大的可达30%。这样的人工砂,没有丝毫人工砂的质量优势,相反,有的都是人工砂的不足,严重地影响了人工砂的推广使用,败坏了人工砂的声誉。对此,我们决不能掉以轻心。国家标准规定,人工砂的颗粒级配一定要合格,颗粒级配不合格的人工砂决不允许使用。其目的就是为了防止类似的混合砂滥竿充数。
  在机制砂方面表现为:
  1.粒型不好,针片状过多,这里有岩石问题,但更主要是设备选型造成,不少小企业用颗式破碎机的产品粒型就差,如果选用专门的制砂机,此问题完全可以解决。例如,杭州一家较大的砂石企业,用原选的设备,生产的石子粒型不好,一些小孔径石子的片状率高达100%,机制砂的粒型就可想而知了。后来又购置了上海世邦机器有限公司的破碎机设备、制砂机设备和整形机设备,石子粒型明显改善,机制砂的型状也大大提高。
  2.级配不完全合理,细度模数偏大。多数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,而配制混凝土细度模数最好是在2.6左右。另外,人工砂的级配区最好为2区,各级筛余一定要符合标准要求,但有的企业根本不认识或不重视此指标,使人工砂的优势无法体现,在人们还不认识人工砂的阶段自己给自己造成阻力。这里的原因在上述的认识问题中已经提到,目前问题是,首先生产企业自己要先提高一步,而现状是小型企业多数素质较低,大多数企业自己连级配、细度模数等的基本概念都不懂,连最基本的试验筛也没有,如何谈得上质量控制。因此,开展基本知识教育非常必要。
  3.是洗走石粉的问题。泥粉对混凝土是有害的,必须严格控制其含量,人工砂生产和使用中同样要注意除土,除去山皮土和夹层土。但除土决不能放在最后洗掉小于75微米的颗粒的工序上。因为,石粉也是小于75微米的颗粒,但石粉与天然砂中的泥成分不同、粒径分布不同、在混凝土中所起的作用亦不同,石粉对混凝土是有益的,有适量石粉的存在,弥补了人工砂配制混凝土和易性差的缺陷,同时,它的掺人对完善混凝土小于75微米特细颗粒的级配,(在这一点上,天然砂由于其生产工艺的限制,其特细级配基本没有)提高混凝土密实性都有益处,现代混凝土设计理念,是强调发挥骨料骨架的支撑作用,而发挥骨料骨架的支撑作用最有利条件是使骨料之间空隙最小,密实度最高。进而能起到提高混凝土综合性能的作用。通过水洗实验,洗走颗粒最少的样当中,含150微米以上的颗粒占到25%,其中,300微米以上的颗拉占14%;洗走颗粒最多的样,150微米以上竟占总量的2乃,其中300微米以上的颗粒就占总量的1乃。因此,除土工序一定要放在原料处理前,可干筛或水洗,既避免了泥土的掺人,又为石粉的保留和合理的级配创造了条件。
  在风化的山砂水洗后当建筑用砂方面,风化的山砂一般与风化土混在一起,过去不引起重视,自砂源紧张,看到可利用尾矿制人工砂后,有些企业就用水洗的方法把土洗净,利用该砂做建筑砂。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,似乎是较理想的建筑用砂。但实际上,这种砂的抗压强度很低,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。如利用山砂,在开发前一定找有关检测部门做一个鉴定,特别要按人工砂的技术要求检测其压碎指标,压碎指标不合格的绝对不应使用。在这方面,已有了不少的工程教训,尤其在京津一带,从上世纪80年起,我们就开始了这方面的研究,研究结论和实践证明,京津一带风化的山砂基本不能使用。最近,河南某地检验的14个砂样中有11个压碎指标超标,不合格比例高达79%,应引起我们的高度重视。

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