貴州機制砂應(yīng)用歷程及成果

胡偉偉

（中國建材檢驗認證集團貴州有限公司，貴州 貴陽 550007）

砂石是混凝土的主要材料之一，占混凝土質(zhì)量的70%～80%。高品質(zhì)的砂石是高性能混凝土的前提條件和基礎(chǔ)。

由于歷史叫法習慣，貴州省一直稱呼機制砂為山砂，為了和全國叫法統(tǒng)一，本文統(tǒng)稱為機制砂。由于地質(zhì)上的原因，盡管大小河流縱橫貴州，但生成的河砂卻非常少，且質(zhì)量表現(xiàn)不良。“一五”計劃期間，機制砂作為河砂的補充主要應(yīng)用于C10以上混凝土和砂漿中。“二五”計劃期間，由于“大躍進”開路，貴州省基建規(guī)模迅速擴大，混凝土用砂問題日益突出，據(jù)1958年貴州省建工廳的調(diào)查：將貴陽附近惠水、烏當?shù)暮由叭坑帽M，也不能滿足貴陽土建工程的需要。當時從省外大量運進河砂配制混凝土這一舉措暴露出了新的問題—由于運力緊張，不能及時供貨，運費高昂，倒運麻煩，浪費較多，使河砂成本倍增，以至于當時砂比米貴。1959年貴州省建科所、省建四公司科研室展開對機制砂的研究，1970年提出編制《山砂與山砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，1973年試行，1978年正式實施。1979年7月由中國建筑工業(yè)出版社出版的《山砂混凝土》一書中對10年的研究工作和得出的結(jié)論進行了詳細介紹，至今仍是全國唯一論述山砂混凝土的專著。1978年，這項研究成果獲全國科技大會獎。1980年～1990年貴州機制砂混凝土向特種混凝土研究方向發(fā)展，1995年至今貴州省機制砂混凝土向高性能、超高泵送、高耐久性、低水泥用量等方向發(fā)展。

表1 貴州省機制砂研究及應(yīng)用發(fā)展歷程[1]

經(jīng)過多年的實踐和摸索，目前全國機制砂行業(yè)存在的普遍問題有以下幾點：

1）觀念上的保守。對于機制砂和機制砂混凝土的研究和認可度低，許多地區(qū)仍認為機制砂不可用或者性能遠比不過河砂。三四十年前的貴州省一樣對于機制砂感到陌生，不敢用、不愿用。可經(jīng)過深入的研究發(fā)現(xiàn)，機制砂可用、好用，甚至在很多方面不弱于河砂。

2）相配套的設(shè)計、驗收等標準規(guī)范不完善，很多機制砂、機制砂混凝土在應(yīng)用中受到并非技術(shù)的限制。

3）機制砂、機制砂混凝土的配制技術(shù)弱，缺乏設(shè)計、生產(chǎn)、使用機制砂及機制砂混凝土的技術(shù)和經(jīng)驗。

4）機制砂石、機制砂混凝土企業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)能落后，工藝落后，管理混亂，市場競爭混亂。大量的砂石場、混凝土企業(yè)無礦山，生產(chǎn)砂石的原料來源五花八門，質(zhì)量無法控制，設(shè)備老舊、工藝落后，加之市場競爭混亂，無視質(zhì)量，低價競爭，造成砂石和混凝土的質(zhì)量無法保證。

在新的時代，中國建材檢驗認證集團貴州有限公司秉承貴州省機制砂多年的歷史積淀，將機制砂混凝土應(yīng)用推向了新的高度。公司已建成全國首創(chuàng)的高性能混凝土推廣應(yīng)用技術(shù)服務(wù)平臺、預拌混凝土質(zhì)量預警信息化服務(wù)平臺、混凝土技能人才培養(yǎng)實驗基地及生產(chǎn)實訓基地，自主研發(fā)了成套混凝土制備及測試設(shè)備，參與制訂多項國家、行業(yè)、地方及企業(yè)標準。可為混凝土企業(yè)提供涵蓋選礦、綠色攪拌站設(shè)計、精品砂石制造、礦物摻和料和定制化外加劑生產(chǎn)、混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計、高水平生產(chǎn)管理人員培訓等服務(wù)的混凝土品質(zhì)提升整體解決方案，并已成功應(yīng)用于遵義百旺建材有限公司、河北金泰成攪拌站及瑞邦砂石骨料公司。

目前提出商品混凝土攪拌站整體解決方案，每小時精品砂石產(chǎn)量可達600t,平均日產(chǎn)量達1萬噸，平均能耗低于同類產(chǎn)品10%，可供生產(chǎn)C10～C100各強度等級的混凝土5000方。

目前可同時產(chǎn)出兩砂兩石，砂的底粉含量可調(diào)，采取收塵和降塵工藝，可做到生產(chǎn)無塵化，其收集的粉塵可以加工成石粉，作為混凝土礦物摻和料，做到礦石資源的100%利用、零排放。生產(chǎn)的碎石粒型基本成球形，無針片狀。其布料采取智能自動布料系統(tǒng)，以保證砂石出料堆存的勻質(zhì)性。砂石的含泥量、壓碎值等各項指標均可滿足GB/T 14685建設(shè)用卵石、碎石，GB/T 14684建設(shè)用砂中的Ⅰ類標準要求。

其配制的機制砂高性能混凝土平均水泥用量比貴州省行業(yè)水平低30～50kg/m3，C30高性能混凝土的水泥用量可控制在160～190kg/m3，粗骨料用量1000kg/m3以上，綜合投料成本可控制在180/m3以下。保坍時間基本控制在2h，經(jīng)調(diào)配可達到5～8h到達工地現(xiàn)場仍可泵送，目前已在河北金泰成攪拌站應(yīng)用。3d強度可達到設(shè)計強度的50%，7d強度可達到70%～80%，28d強度達到設(shè)計強度的115%以上，56d強度達到設(shè)計強度的140%左右。28d收縮值可控制在0.005%～0.02%，C45以上混凝土56d電通量可控制在1500以內(nèi)，C30～C45混凝土56d電通量可控制在4000以內(nèi)。28d碳化深度可控制在1～2mm和250次凍融循環(huán)后性能基本無降低。

多年的研究和實際應(yīng)用表明，機制砂混凝土在拌合物性能、力學性能、耐久性能都可達到高性能混凝土的要求。