機制砂的合理應用對環境的影響研究

徐榮華　殷大偉

摘 要：隨著天然砂資源的日益枯竭，加上各種尾礦、工業固體廢料再利用的需要，機制砂作為一種能夠代替天然砂，自身綠色環保，同時能夠解決尾礦、工業固體廢料等污染的人工砂，其應用的前景非常廣泛。該文在機制砂高性能、經濟性、環保性等特點的基礎上，從減少天然砂消耗、促進尾礦、石屑等再利用、減少粉塵污染三個方面，對機制砂合理應用的環保作用進行了簡要的分析。

關鍵詞：機制砂 合理應用 環境 環保

中圖分類號：TU52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（c）-0106-02

隨著近些年我國經濟的發展，工程施工項目越來越多，如公路和建筑物的施工，都需要使用大量的混凝土，而天然砂作為傳統混凝土的配料，大量的消耗使得天然砂資源越來越少，尤其是工程項目較多的地區，天然砂出現了資源枯竭的現象，政府部門為了減少對環境的影響，部分地區已經開始禁止天然砂的開采。在這種背景下，市場上的天然砂價格越來越高，質量往往達不到相應的標準，人工砂逐漸地取代了天然砂。我國的幅員遼闊，石灰石和卵石等人工砂原料遍地都是，合理地應用機制砂，不但能夠降低混凝土的成本，同時也有利于環保。

1 機制砂的特點

與天然砂相比，機制砂中石粉的含量很高，由于經過破碎工藝處理，機制砂的顆粒是不規則的，其化學成分和碎石完全相同，不會對混凝土產生負面的作用，可以配置不同混凝土，而且其粘結性很好，石質相對堅硬。機制砂作為人工砂，顆粒的級配和細度模數都可以自由地設定，根據工程使用的要求，適當地進行調整，天然砂顯然不具備此點。現在的機制砂生產工藝，細度模數通常控制在2.8～3.0之間。機制砂應用的早期，受到生產設備等因素的影響，在0.08～2.5 mm之外的顆粒較多，使得混凝土的和易性不夠，導致混凝土外觀質量較差。隨著近些年機制砂技術的發展，出現了很多外加劑，可以改善機制砂的性能。國外應用機制砂的時間較長，早已將機制砂納入國家標準，現在使用的機制砂不會受到氣候的影響，自身不易變形，而且不會和其他建筑材料發生反應，相比之下，我國對于機制砂研究的時間較短，對混凝土中石粉的含量等研究，還存在一定的爭議性，但是大量的實驗研究，無疑促進了我國機制砂技術的進步。

機制砂除了性能上的特點外，經濟性和環保性是近些年被大力推廣的主要原因。首先，機制砂的取材方便，早期受到生產工藝流程等因素影響，為了保證機制砂的性能可以滿足使用的需要，都是直接采用巖石作為母材，而火成巖、變質巖和水成巖的分布廣泛、隨處可見。近些年我國機制砂技術的發展，我國中聯重科等企業都提出了先進的機制砂生產工藝，利用各種尾礦、固體建筑廢棄物、石屑等廢棄資源，能夠生產出合格的機制砂。而天然砂資源的日趨減少，使其價格越來越高，機制砂生產工藝的提升，其性能越來越好、價格越來越低，很好地體現了機制砂的經濟性。機制砂的環保性在生產、運輸過程中都有很好的體現。天然砂作為自然資源的一部分，無限制地開采會對環境產生影響，機制砂的使用有效地減少了天然砂的使用，生產過程中也不會產生污染。天然砂的運輸和存放，都會產生揚塵等污染，機制砂裝袋運輸的方式，不會對環境產生影響。

2 機制砂合理使用對環境的影響

2.1 減少天然砂消耗

天然砂作為一種自然資源，對于維持生態環境的穩定非常重要，如河砂的過度開采會造成河道的破壞，其他地方砂的開采，也會造成地形改變等。隨著近些年我國環境的變化，人們的環保意識越來越強，政府部門制定了很多限制使用天然砂的政策，機制砂作為一種人工砂，由于其性能良好，人工生產成本較低，可以很好地代替天然砂。相關的統計表明，我國每年用砂需求量在6億噸以上，天然砂自身已經無法滿足建筑使用的需要，要想減少天然砂的消耗，我國必須在短時間內，加速推廣機制砂的普及使用，政府部門出臺相關的優惠政策，鼓勵和扶持企業對于機制砂工藝的研究，提高機制砂的性能，同時降低機制砂的成本，使其逐步代替天然砂。

2.2 促進尾礦、石屑等廢棄資源再利用

機制砂的生產，對母材的要求較低，強度在60 MPa以上的水成巖、80 MPa以上的變質巖、100 MPa以上的火成巖，就可以生產出合格的機制砂。隨著近些年外加劑和生產設備的發展，機制砂對母材的要求越來越低，各種工業固體廢渣和尾礦等，都可以通過破碎機加工用來做機制砂的骨料。最新的統計數據表明，我國尾礦規模在600億噸左右，雖然政府部門從各個方面促進尾礦的再利用，2015年綜合利用率在20%左右，但是尾礦增加量還是高于利用量，大力地促進機制砂的使用，顯然可以提高尾礦的利用率，減少其對環境的影響。此外，我國以往粗放型的經濟模式，重工業排放的固體廢料很多，尤其是北方的遼中南和京津唐兩個重工業區域，已經成為了環境治理的主要地區。工業固體廢料作為環境污染的重要組成，機制砂可以很好地對其再利用，從而減少其對環境的影響。

2.3 減少揚塵污染

天然砂的使用，在運輸和堆放的過程中，都容易產生揚塵等污染，運輸中的天然砂容易產生粉塵污染，因此很多地區限制了運砂車輛的行駛時間。堆放在施工場地的天然砂，產生的粉塵在影響環境的同時，周圍人員吸入身體后，容易患上一些疾病。機制砂的使用，顯然可以避免這些問題。機制砂的生產流程是將母料放入粗碎機中，初步粉碎后用膠帶傳送機送到細碎機中破碎，粉碎后的石料經過振動機篩選出兩種石子，滿足制砂機進料的進行制砂，不滿足的返回再次細碎。現在使用的破碎機都是封閉的或者帶有除塵裝置，不會產生任何的粉塵污染。機制砂的運輸和堆放都是裝袋的，都不會產生揚塵污染。目前我國企業提出了機制砂+的概念，可以提供高品質機制砂、高品質干混砂漿、高性能混凝土，促進了預拌砂漿和混凝土的普及，有效地減少了現場預拌對環境產生的影響。

3 結語

機制砂由于其性能可以滿足工程使用的需要，同時具有更好的經濟性和環保性，已經得到了人們的廣泛認可，將來必然會代替天然砂。我國近些年非常重視機制砂的使用，機制砂生產工藝得到了快速的發展，但是相關標準的缺失和管理方法不當，我國機制砂的使用還存在較大問題。如有些人認為石頭打碎就是機制砂，生產出來的機制砂性能上無法滿足使用的需要；有些地區在生產機制砂時，石料的開采比較嚴重，造成了植被破壞、水土流失，沒有發揮出機制砂應有的作用。通過全文的研究發現，機制砂的合理應用，對環境可以起到有效的保護作用，但是應用必須合理，不能過度地開采石料，否則會對環境產生負面的影響。

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