机制砂生产在商品混凝土中的应用

随着国民经济的飞速发展，我国基础建设项目与日俱增，对建筑原材料的需求也不断增多。一直以来，砂石料都是我国基础设施建设和建筑业的重要原材料之一，随着我国河砂和天然砂等资源的逐渐减少，政府加强了对开采砂石资源的管控力度，因此，机制砂代替天然砂已经成为建筑行业发展的必然趋势。此外，机制砂可以通过生产工艺调整和控制等手段调整商品混凝土的硬度、和易性等参数，因此，加快推进机制砂在商品混凝土中的应用是建筑领域相关企业结构升级的重要因素。本文通过介绍机制砂的概念、特点和生产过程进一步探讨其在商品混凝土中的应用，这对推广机制砂在建筑行业的应用有重要参考意义。1机制砂的基本概念、特点及生产过程1.1机制砂的基本概念机制砂相对天然砂和河砂而言，是一种人工砂石。机制砂是指通过制砂机等设备及其附属设备采用预设的工艺加工而成的砂石。因为机制砂的生产过程具有生产工艺可调，生产成本较低等特点，因此机制砂可被应用于市政、交通等基础建设工程中不同强度等级的混凝土生产中。在满足规定技术要求的情况下，还可以被运用于港口建设、水利建设等的混凝土工程中。机制砂可增加混凝土的强度，因此机制砂还可用于配制高塑性和大流动性的混凝土工程。但在应用机制砂时，要注意混凝土强度等级的要求，不同强度等级要求的混凝土，机制砂的细度模数要求不同，具体可分为：配制C60(强度等级)的混凝土，机制砂细度模数应≥2.3；配制C45～C55(强度等级)的混凝土，机制砂细度模数应≥1.8；配制C60(强度等级)以上的混凝土，机制砂细度模数应通过实验设计获得数据，并经过论证合格后才可以确定。1.2机制砂的特点机制砂相比天然砂和河砂有其独特的优势和特点。这些特点主要表现在以下4个方面：①资源再利用。由于生产工艺的可控性和可创新性，机制砂可以通过利用多种废弃资源制砂。在当今资源短缺的环境下，机制砂的发展，使得多种工业废料得到一定的再利用，为我国的节约性和循环型经济做出重要贡献；②易于管控。机制砂生产线有固定的生产场所，其运行必须经过相关机构的认证许可。这一过程使得机制砂的生产易于管控，对保证机制砂的生产和经营有重要作用；③质量稳定。机械化的机制砂生产线，可以保证机制砂的质量稳定性、可控性。这主要体现在对生产工艺的过程控制；④产品多样化。机械化的机制砂生产线，通过调整工艺参数，可以生产出不同粒形和不同级配的机制砂。多样化的机制砂产品有助于其应用于多种建筑工程项目中。1.3机制砂的生产过程机制砂生产线通常要求具有高自动化程度，低运行成本，高破碎率，低能耗，大产量，少污染，方便维修等特点。满足这些要求的机制砂生产线通过工艺调控，可以生产出符合国家建筑砂标准的机制砂(主要表现为粒度大小均匀、砂粒形状好、等级配制合理)。通常，机制砂生产线需要配有振动式给料机、砂石破碎机、振动筛、制砂机、胶带输送机等设备。其生产过程可以分如下4个步骤：①粗碎机将石料进行初步破碎；②胶带输送机将产成的粗料输送到细碎机进行进一步破碎处理；③经过细碎的砂石料进入振动筛，筛分出2种石子，其中一部分石粒满足制砂机进料粒度，这一部分石子将进入制砂机进行制砂；另一部分不符合制砂机进料粒度的石料通过返料进行再次细破；④进入制砂机的石料一部分用于制成砂(此后亦可增加清洗工艺，经过洗砂机清洗后制成成品砂)，另一部分进入制砂机进行再次破碎。2机制砂在商品混凝土中的应用商品混凝土是由水泥、水、砂石骨料及其他需要的外加剂、矿物掺合剂等组成成分按照规定比例，在搅拌站经过计量和拌制后出售的(混凝土)拌合物。其中砂石骨料是决定商品混凝土应用场合和质量稳定性的重要因素。机制砂因其具有生产工艺可调控的特点，在混凝土中的应用日趋广泛。但要保证机制砂在混凝土中的应用符合国家标准和行业要求，就需要对机制砂的配制参数进行科学选择和控制。这样才能实现机制砂在商品混凝土中的应用价值。具体可以从如下方面进行调配：①控制石粉含量。机制砂经处理前含有一定量(10%～15%)的石粉，在机制砂生产过程中，不应一味地将石粉完全冲洗掉。一方面，石粉被冲洗后，如果处理不当极有可能对环境造成污染；另一方面，适量的石粉含量(根据混凝土的参数进行实验，得到最佳配比数据)可以提高混凝土的和易性，进而提高混凝土的综合性能；②细度模数和级配。尽管机制砂相对天然砂有诸多优势，但因其富有棱角，相同细度模数的机制砂颗粒级配劣于天然砂，因此在将机制砂应用于商品混凝土生产时，须降低其细度模数以改善其级配，(并要求达到中砂范畴的机制砂的级配应接近级配2区的要求)。要满足这些要求，就需要在配制混凝土时选用由专用机组生产的质地均匀、坚硬、级配合理的中、粗砂(机制砂)，细度模数须级配连续且最好在2.6～3.1之间；机制砂级别宜为Ⅱ级及以上，压碎指标应不大于25%；③含砂率。因为机制砂有别于天然砂，因此机制砂混凝土的含砂率不能按照天然砂混凝土含砂率的取值方法直接获得，而应该根据机制砂自身的细度模数、石粉含量、级配等参数，结合水胶比和碎石最大粒径来最终确定。含砂率涉及参数较多，通常需要经过试验进行确定，试验时可采用“五点法”，即在含砂率35%～43%的范围内每隔2%选取一个含砂率测试混凝土的和易性，混凝土的和易性达到最佳即为合理含砂率。通常，机制砂的细度模数越低、级配越高、石粉量越高，合理含砂率就越小。而在保证混凝土的工作性、强度性能和耐久性能等满足要求的前提下，应尽量选取较小的含砂率，以保证混凝土配比的经济性。总之，在机制砂应用于商品混凝土的过程中，要最终保证配制过程搅拌的效率(工作性)、混凝土的力学性能、混凝土的塑性(收缩变形性能)、抗氯离子渗透等性能。3总结机制砂在商品混凝土中的应用，是建筑土木工程领域的一大发展，随着国家自然砂石资源的逐渐减少，机制砂势必将越来越多地被运用于更多的工程项目中。机制砂的生产过程为机械化生产过程，因此，其粒度、级配和性能都具有可调控的特点，这些特点可以保证机制砂配制的混凝土质量可靠、性能稳定、故障率低。同时，机制砂和天然砂相比，也存在一定的不足，比如机制