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提高機制砂石的顆粒球形度是混凝土用集料高品質(zhì)化的關(guān)鍵

柯立微 2023-08-01 | 閱讀：584

近年來,，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,，建設(shè)規(guī)模的日益擴大，很多地區(qū)天然砂資源緊缺,，河砂資源面臨枯竭的困境,，、工信部,、地方砂石資源管理處等政府主管部門以及上下游行業(yè)協(xié)會,，大力宣傳機制砂石骨料的重要性，積極推廣機制砂石應(yīng)用,。粗細骨料砂石的總體積約占混凝土總體積的70%～80%,。按照每方混凝土中平均 0.3 噸水泥來估算，中國年產(chǎn)混凝土就是64 億m3,，不難計算年耗用砂石骨料就是約 48億m3,，按照質(zhì)量計算就是每年需要消耗砂石 130 億噸，其中砂大約是60 億噸左右,，碎石 70 億噸左右,。混凝土用砂石加上砂漿用砂,，全國砂石行業(yè)骨料年產(chǎn)值大約在4000 億～6000 億之間,。根據(jù)我國中長期經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃中的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),、中西部地區(qū)的鐵路建設(shè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)，預計 20 年內(nèi),，水泥混凝土的高使用量還將持續(xù),，巨大的市場需求，使國內(nèi)天然砂資源逐年減少,，市場供應(yīng)不足,，價格飛漲，機制砂行業(yè)已迎來飛速發(fā)展期,。目前,，機制砂在河南、山東,、重慶,、四川、貴州及福建等部分地區(qū)已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用,。

1 天然砂特點

根據(jù) GB/T 14684－2011《建筑用砂》國家標準,，天然砂是自然生成的，經(jīng)過人工開采和篩分的粒徑小于4.75mm 的巖石顆粒,，包括湖砂,，河砂（江砂），山砂,，淡化后的海砂，但不包括軟質(zhì)巖,、風化巖石的顆粒,。在天然砂中，粒徑小于 75μm 的顆粒含量叫含泥量,。天然砂是經(jīng)過長期的水流沖涮滾磨后所形成的球形或類似球形的顆粒,。天然砂的細度模數(shù)Mx 一般在 2.0～2.6 之間，目前,，最主要的是含泥量的控制,。隨著天然中粗砂資源的逐漸稀少，經(jīng)過淡化后的海砂和天然細砂用量將會越來越多,。目前市售的天然細砂的細度模數(shù)Mx 一般在 1.9 以下,。

2 機制砂的特點與缺點

根據(jù) GB/T 14684－2011《建筑用砂》國家標準，機制砂是經(jīng)除土處理,，由機械破碎,、篩分制成的，粒徑小于4.75mm 的巖石顆粒,，但不包括軟質(zhì)巖,、風化巖石的顆粒,。比較常見的用來做機制砂的石料有：河卵石、花崗巖,、玄武巖,、石英石、鐵礦石,、輝綠巖,、鵝卵石、煤矸石等,。在機制砂中,，粒徑小于75μm 的顆粒含量叫石粉含量。顆粒外形粗糙,，為多棱,，部分顆粒尖銳多棱角，細度模數(shù)偏高,，Mx一般在 2.6～3.5 之間,，含有石粉和部分粘土，目前國內(nèi)大部分機制砂進商品混凝土站時也不滿足GB/T 14684－2011《建設(shè)用砂》國家標準規(guī)定的顆粒級配要求,，具體表現(xiàn)為 160～630μm 之間的顆粒數(shù)量不足或者級配不符合國標要求,。

目前機制砂的缺點

（1）機制砂的顆粒粒型一定要經(jīng)過整形，提高顆粒球形度,；

（2）降低機制砂中的含泥量,。

（3）機制砂顆粒偏粗，顆粒級配不能滿足泵送大流動混凝土的技術(shù)要求,，采取的土辦法就是混合搭配,，機制砂和天然砂（主要是細砂）搭配使用。

3 需要給機制砂“整形”提高其球形度刻不容緩

機制砂的顆粒形狀對其緊密堆積存在重要影響,，實際在混凝土工程應(yīng)用中人們更加期望其獲得類似球形的顆粒,，這樣它們不僅有利于緊密堆積，更有利于混凝土工作性能的發(fā)揮,，特別是對混凝土的初始流動能力和經(jīng)時坍落度損失速率的影響方面,，類似球形顆粒的粗細骨料更可以發(fā)揮漿體和骨料的聯(lián)動滾動效應(yīng)。很久以來,，人們都使用天然砂來拌制生產(chǎn)混凝土,，對砂石骨料的顆粒級配、粒型,、表面特征,、針片狀顆粒含量、空隙率等沒有引起足夠的重視,，然而隨著天然砂資源的枯竭,，人工機制砂面世進入混凝土生產(chǎn)市場,，起初也帶來了很多問題，主要原因就是機制砂的顆粒球形度差,，顆粒外形粗糙,，為多棱，部分顆粒尖銳多棱角,，細度模數(shù)偏高,，級配不合理，含泥量高,。

同樣,，針對粗骨料的碎石，減少針片狀顆粒含量,，減少不規(guī)則的多棱體含量,，提高碎石顆粒的球形度也具有重要意義，它對提高混凝土的流動性和流動性保持能力有利,；對比碎石針片狀,、不規(guī)則多棱體含量高的混凝土，人們可以適當降低砂率,，減少單方混凝土用水量,，降低了混凝土成本；碎石顆粒的球形度增加,，有利于工地現(xiàn)場振搗施工,，碎石顆粒在混凝土中分布均勻，可以減少混凝土的收縮裂縫,。

4 專利技術(shù)：循環(huán)沖擊粉碎機

循環(huán)沖擊粉碎機,，其利用高速氣流裹挾的料流與回料循環(huán)機械加速的料流形成粉碎作業(yè)，料流與料流之間形成的沖擊粉碎,，使料球形化率成倍增加，微粉顆粒在風力的裹挾下排出腔體,。其特點是,，氣流在腔體內(nèi)形成開路系統(tǒng)，料流在腔體內(nèi)形成多次循環(huán)粉碎,，且連續(xù)作業(yè),，可以更好地縮短生產(chǎn)線，提高成球率,。

原蘇州非金屬礦山設(shè)計院副總工程師,、教授級高工、中國非金屬礦選礦及深加工專家沈君麟帶領(lǐng)的團隊,，在柯立微科技完成了測試工作,，制備的粉體并經(jīng)國家權(quán)威機構(gòu)檢測,。