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机制砂是什么?机制砂的优缺点、性能、研究与应用现状
发表作者:AG手机亚游客户端下载官网_登录_更多欢乐 发表时间:2019-08-06

   混凝土是现代土木工程中用量最大、用途最广的一种建筑材料,其中,砂同石子、水泥一样,是混凝土的重要组成部分。由于砂资源短缺,在我国很多地区都出现了乱采乱挖天然砂的情况,特别在这几年里,毁田挖砂、破坏河道挖砂的情况很普遍,这些行为不但破坏了有限的耕地、防洪堤坝,并引发了不少工程事故。天然砂这一自然资源在我国出现了逐渐减少、质量日益下降、价格成倍上涨的现象。因此,寻找新的混凝土用砂资源已经迫在眉睫,开发和使用机制砂已成为解决建筑用砂短缺的重要手段之一。

  机制砂代替天然河砂不仅具有一定的经济性和适应性,还具有一定的环境效益和社会效益,而且由于机制砂生产不受气候、季节的影响,而且在生产工艺上还能得到有效控制。下面随贤集网小编一起来了解下什么是机制砂?机制砂的优缺点、性能、研究与应用现状。

  一、什么是机制砂?

  机制砂是砂(沙)的一种,主要是指通过机器破碎而形成的砂子。机制砂的原料是什么?一般而言,只要是硬度相当的石料就可以。准确来说当选用抗压强度满足要求的火成岩、变质岩、水成岩。当水利工程施工区多在野外,采用机制砂应首先考虑就地取材以节约成本,如果能结合石方开挖的弃渣则更好。用作加工机制砂的母岩,抗压强度应符合GB/T14685—2001《建筑用卵石、碎石》的规定,即饱和抗压强度:火成岩不应小于80MPa,变质岩不应小于60MPa,水成岩不应小于30MPa。

  机制砂是相对于河沙等自然砂而言。自然沙主要是自然力量冲击而成,如河沙、海沙等。但受限于环境保护等原因,自然沙的成本越来越高,同时其利润越来越低,市场也越来越小。所以机制砂越来越受市场欢迎,市场份额也越来越高!

  机制砂也就是人工砂,不是自然形成的砂,用这种砂浇筑的混凝土就是机制砂混凝土。

  机制砂的优缺点

  机制砂的优点

  (1)工厂化生产,质量可以得到保证

  工厂生产可以从选材、破碎等一系列的工艺流程上建立质量监控体系,生产条件好,砂的质量才能得到保障。

  (2)砂的物理力学性能好

  可以有意识的选择硬质岩石生产机制砂,避免采用软质、风化岩石,同时,含泥(块)量可以人工筛分控制。化学成份和母材、碎石一致,对混凝土没有负面作用,适合做高强混凝土。

  (3)机制砂的颗粒级配、细度模数可以调整

  可以按照工程的需要,结合母材的特点及混凝土的要求,调整机制砂的细度模数与颗粒级配。调整的措施主要是通过破碎设备、工艺流程的选择来完成。

  机制砂的缺点

  (1)天然砂颗粒浑圆,表面光滑。

  天然中砂细度模数一般为2.6~3.0,级配较好,对混凝土的工作性十分越有利。机制砂颗粒尖锐,多棱角,表面粗糙,细度模数多为3.0以上,与天然河砂相比,机制砂的颗粒级配稍差,大于2.5mm和小于0.08mm的颗粒偏多,导致混凝土的和易性较差,容易引起混凝土的外观质量缺陷。然而,机制砂的缺点可以通过选择合适的碎砂设备、合理利用砂中含石粉量、调整砂率,以及选用合适的外加剂等措施来克服。

  (2)机制砂含有一定量的石粉。

  石粉和泥的粒径虽然都是小于0.075mm,但是他们的成份不一样,细度相差也比较大。泥颗粒大多小于0.016mm,而石粉颗粒大都在0.016~0.075mm之间。泥吸附在砂的表面,妨碍砂与水泥的粘结;而适量的石粉却可填充在水泥、细砂的空隙之间,使机制砂混凝土的工作性增强。

  机制砂混凝土的性能

  硬化前混凝土的性能

  机制砂混凝土硬化前的性能主要涉及到混凝土的稠度、和易性、可塑性、可加工性等方面,这些性能并不是孤立的,而是相互之间有一定的相互关联,是从不同的角度描述新拌混凝土的特性。其中,混凝土的和易性是十分重要的一个指标,它不仅表示混凝土浇灌成型的难易程度,也表示混凝土抵抗材料分层离析的能力。混凝土和易性的具体指标为坍落度。在水灰比相同的情况下,机制砂混凝土坍落度要比河砂混凝土的小,这主要是由于机制砂本身具有裂隙、空隙及孔洞,其有一部分颗粒为矿物颗粒集合体,这样就增大了砂子的比表面积,吸附了更多的水,导致混凝土的需水量增加,坍落度减小。

  机制砂混凝土的力学性能

  混凝土的力学性能指标包括抗拉强度、抗弯强度、抗压强度、弹性模量、粘结强度、疲劳强度、收缩徐变特性等。由于机制砂一般采用硬质岩石破碎,机制砂比天然砂的抗压强度更高。因此机制砂混凝土与天然砂混凝土相比,各项力学性能指标更高。当然,混凝土的强度、弹性模量等力学性能指标除了和砂的强度有关之外,还与其他因素有关,如机制砂中的石粉含量和混凝土配合比中的砂率等。

  机制砂混凝土的耐久性能

  混凝土的耐久性能是指混凝土在长期使用的过程中,具有抵抗冻融循环等气候条件、酸碱等物理化学侵蚀作用、受光热作用、流水冲蚀作用的能力。如果混凝土越密实,那么抗渗抗冻性越好。因为混凝土的抗渗性主要是和其孔隙有关。对于机制砂混凝土的抗冻融耐久性还缺乏系统的研究。综合已有的研究结果,可以发现机制砂在一定程度上改善了混凝土的工作性能,具有一定的微集料填充效果,各方面都优于中砂混凝土,机制砂和天然细砂混合配制出的混凝土抗渗性比中砂混凝土差。

  机制砂的研究与应用现状

  机制砂在我国混凝土结构工程实践中的应用还处在起步阶段,为了推广机制砂在混凝土特别是桥梁工程中高性能混凝土中的应用,还应开展深入、广泛的研究。

  机制砂颗粒形状、颗粒级配的研究

  机制砂的颗粒形状、颗粒级配对混凝土的和易性、强度、抗干缩性及耐磨等性能有影响。不同粒形的机制砂对混凝土的和易性影响比较大,片状颗粒拌制的混凝土和易性较差,最理想的粒形是近似于立方体颗粒。机制砂中要含有适量的石粉,不但可以提高混凝土的强度,还可以改善混凝土的和易性。

  高效、优质制砂设备和制砂工艺的研究

  凡是能经济有效地加工出小于5mm的合格粒度级配的机械加工设备都可以作为制砂机械。目前,圆锥破碎机、磨碎机械、锤式破碎机、反击式破碎机、辊式破碎机、笼型破碎机和立轴冲击式破碎机都可以用来制砂。中小企业使用颚式破碎机较多,生产工艺比较简单,产品质量参差不齐。混凝土用机制砂对砂的颗粒形状及级配有很高的要求。为了生产出符合要求的优质机制砂,需要从设备选择、工艺流程、质量控制等方面进行综合研究。随着我国基本建设的不断深入和环境保护的日益加强,自然砂的利用在很多方面都被限制。面对建筑业需要砂量的增加,自然资源已经不能再满足工程的需求,所以必须要在机制砂的利用上下功夫。如果机制砂使用取得成功,今后的施工组织将有可能发生转变,例如在围岩较好的隧道中施工,混凝土所需的碎石和机制砂就可以在掘进过程中得到解决。

  机制砂混凝土搅拌设备的研究

  搅拌设备也是影响混凝土质量的一个重要因素。机制砂混凝土的搅拌不宜采用小型搅拌设备。在施工之初,机制砂混凝土的搅拌是采用与自然砂混凝土搅拌的方法,结果不能满足工程的质量要求。特别是少量混凝土的搅拌,决不能使用非强制性混凝土搅拌设备,否则混凝土的外观质量难以保证。机制砂混凝土只有采用大型搅拌站或强制搅拌设备来搅拌,才能保证工程的质量。从而改善了混凝土的孔隙结构,增加了混凝土的密实度。

  机制砂混凝土的应用须加强工程试验

  机制砂混凝土的使用必须按要求合理设立工程试验室,以加强对混凝土的配比、和易性、抗渗、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、疲劳强度、收缩徐变、耐久性能等指标的及时监控,从而保证混凝土的质量。

  目前,机制砂混凝土在施工实践中应用相对比较少,对这种混凝土的长期性能还缺乏深入的研究探讨。这些性能主要包括收缩徐变性能、抗冻性能以及抗渗性能等耐久性指标。在今后的工程施工中应该不断地加强研究,以完善机制砂混凝土的各种指标,使其在工程中得以广泛的应用。

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