李玉印 李玉海 魏冬輝

GB/T 14684-2001建筑用砂是在建筑市場發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的迫切需要下,參照國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)多年科研與生產(chǎn)實(shí)踐,在GB/T 14684-1993建筑用砂的基礎(chǔ)上修訂而成,修訂的重要內(nèi)容就是增加了人工砂,規(guī)定了人工砂的定義、技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。本文介紹了我公司研究應(yīng)用人工砂的情況。

1 原材料狀況

焦作地處太行山南麓的沖積平原之舊。早在二十世紀(jì)七八十年代時(shí),建筑用砂多采用輝縣境內(nèi)的埋于地下的山砂,由于砂源供應(yīng)量有限,及近幾十年建筑量的增加,故很快使用殆盡,進(jìn)入20世紀(jì)末期及21世紀(jì)初,焦作地區(qū)以至于新鄉(xiāng)地區(qū)都在采用河南南部地區(qū)出產(chǎn)的河砂。盡管在20世紀(jì)90年代,焦作地區(qū)也曾經(jīng)嘗試采用石料廠的下腳料——石粉經(jīng)水沖洗后耐形或石硝(當(dāng)?shù)亟兴瓷?,但終究由于該砂料型差,而較難應(yīng)用于混凝土中,故沒有得到廣泛的應(yīng)用。

隨著GB/T 14684-2001建筑用砂的頒布實(shí)施及用石子制作砂的專用設(shè)備的研制及推選應(yīng)用,人工砂——即用特制設(shè)備將碎石加工成符合GB/T 14684-2001建筑用砂要求的強(qiáng)骨料,便得到廣泛的應(yīng)用。焦作地區(qū)及與之相鄰的洛陽、濟(jì)源、新鄉(xiāng)等地區(qū)也都紛紛建立各個(gè)人工砂廠,使人工砂這種新的砂品種在缺砂地區(qū)得到了廣泛的發(fā)展和推廣應(yīng)用。

目前焦作市生產(chǎn)的機(jī)制砂,外觀呈青灰色,粒形為不規(guī)則多邊形,表面粗糙,棱角尖銳,外表看石粉含量大,但新標(biāo)準(zhǔn)出臺前將機(jī)制砂的石粉含量與天然砂的泥含量同等看待和控制,迫使生產(chǎn)企業(yè)不得不水沖洗后銷售。其細(xì)度模數(shù)2.9～3.3之間屬中粗砂,多數(shù)屬粗砂,壓碎指標(biāo)接近30%,基本符合Ⅲ類的要求。我公司在應(yīng)用過程中,又摻入30%的特細(xì)砂,其顆粒級配如表1所示。

表1 焦作市人工砂顆粒級配表(累計(jì)篩余) %

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

設(shè)計(jì)依據(jù):JGJ 55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程。

2.2 配合比設(shè)計(jì)實(shí)例

配合比設(shè)計(jì)實(shí)例見表2。

表2 配合比設(shè)計(jì)實(shí)例

3 應(yīng)用

人工砂先后在焦作地區(qū)混凝土攪拌站、焦作市三維廣場工程、焦作市政府辦公樓工程及焦作市森林半島住宅小區(qū)等工程中應(yīng)用。

3.1 力學(xué)性能

力學(xué)性能滿足GBJ 107-87混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求,現(xiàn)以2009年焦作市億建混凝土攪拌站(C30)為例,其混凝土強(qiáng)度評定如表3所示。

因?yàn)?mfcu＞[mfcu],fcu,min＞[fcu,min],所以該批混凝土評定為合格。

其中,n為一個(gè)驗(yàn)收批混凝土試件的組數(shù);λ1,λ2均為合格判定系數(shù),按GBJ 107-87第4.1.3條取用;Sfcu為同一驗(yàn)收批混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差,N/mm2;mfcu為同一驗(yàn)收批混凝土立方體抗壓強(qiáng)度平均值,N/mm2;fcu,k為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,N/mm2;fcu,min為同一驗(yàn)收批混凝土立方體抗壓強(qiáng)度最小值,N/mm2。

表3 28 d混凝土強(qiáng)度評定表

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

南陽、信陽黃砂平均價(jià)格為80元/m3,人工砂的平均價(jià)格為38元/m3,按每立方米混凝土平均用砂0.4 m3計(jì)算,每立方米可降低成本16.8元。焦作市億建混凝土攪拌站年產(chǎn)20 000余立方米,年增經(jīng)濟(jì)效益33.60萬元;攪拌站每年現(xiàn)澆混凝土 4萬m3左右,年增經(jīng)濟(jì)效益67.2萬元左右。

4 應(yīng)注意的幾個(gè)問題

1)人工砂與天然砂相比,與水泥的粘結(jié)性較優(yōu),但其和易性較差,應(yīng)在提高和易性方面采取措施:a.顆粒級配應(yīng)符合級配區(qū)的要求,可通過改進(jìn)廠家生產(chǎn)工藝或加入部分天然砂,構(gòu)成混合砂來達(dá)到。b.人工砂中的石粉不同于天然砂中的泥(含泥量有害無益),而且其顆粒組成主要在0.16 mm～0.75 mm之間,適量的石粉完善了特細(xì)骨料的級配,因而改善了混凝土和易性,提高了密實(shí)性,從而提高了混凝土的綜合性能。c.使用外加劑。2)焦作地區(qū)人工砂的壓碎指標(biāo)僅符合Ⅲ類砂的要求,因而要配制高、中等級混凝土?xí)r,人工砂生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)改進(jìn)破碎等生產(chǎn)設(shè)備及工藝。

5 結(jié)論與建議

1)人工砂在建筑業(yè)推廣應(yīng)用,不僅能滿足混凝土質(zhì)量及發(fā)展的要求,而且其環(huán)保及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益明顯,值得大力推廣。2)人工砂的推廣應(yīng)用必須以保證人工砂的質(zhì)量為前提,為此,人工砂生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)具有必要的質(zhì)量保證措施,并出具出廠檢驗(yàn)報(bào)告及合格證。3)施工企業(yè)在目前應(yīng)用的基礎(chǔ)上,加大應(yīng)用力度,特別是天然資源缺乏的地區(qū),力爭在較短時(shí)間內(nèi)將人工砂應(yīng)用到各種混凝土中。

[1] GB/T 14684-2001,建筑用砂[S].

[2] JGJ 55-2000,普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

[3] GBJ 107-87,混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] 宋 寶,解佳飛.人工砂石及其混凝土性能試驗(yàn)研究[J].山西建筑,2009,35(13):156-157.