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，具有不易長距離運輸、分布不均勻等特點，甚至我國部分地區(qū)由于過度開采天然砂，進而導(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、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，首先是進行大塊原石的粉碎，在粉碎過程中需要進行初步粉碎、中度粉碎和深度粉碎，再將粉碎后的原石通過機器進行篩選，并且進行粉塵去除，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)先選擇高效粗細粉分離機，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)和鐵礦石粉進行分離，這樣制備而成的砂粒就可以在風(fēng)筒中進行自由落體運動。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)，需要對人工砂的強度及粘聚性進行合理控制。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度進行測試，進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行配制時，需要選用人工砂替代其中的細骨料，進而提高干混砂漿的工作性能、收縮性能及自身強度。在干混砂漿配置完成過后，配置人員需要根據(jù)《水泥膠砂強度檢測方法》中的相關(guān)要求，對干混砂漿的砂漿稠度、強度、黏度等進行測試，通過選擇尺寸在40×40毫米的試塊，并在試塊兩端采用502快干膠進行粘連，利用金屬測試其強度，在長度測試中主要采用量尺為0.01毫米的千分尺進行測量。

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度達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 對干混砂漿強度帶來的影響

利用人工砂進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度沒有顯著的影響。但是當(dāng)人工砂的摻加量達到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度及抗壓強度明顯低于人工砂。并且人工砂的抗折強度綜合比較比天然砂所配置的干混砂漿高約42%～57%，抗壓強度高約47%～68%，因此可以得出以下結(jié)論，在采用人工砂和天然砂進行干混砂漿的配置過程，選用人工砂進行配置，所制備的干混砂漿試塊強度更高[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，就可以促進我國建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。