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机制砂在预拌砂浆中应用研究

2015-11-28 14:20:53    :  数据支持:临沂砂浆    临沂水泥    预拌砂浆

 全国各地建设预拌砂浆生产基地的步伐不断加快,目前我国大多数企业生产工艺仍以天然砂集料为主,众所周知,天然砂资源是一种地方资源,短时间内不可再生,而且不适合长距离运输,但是我国的基建规模正在逐年提升,对天然砂的需求也在逐年增加,从而导致全国不少地区出现天然砂资源短缺,供需矛盾十分突出,因此天然砂的价格出现波动,严重制约工程建设的发展,所以要从根本上解决天然砂短缺的现状,必须寻求新的材料来源。2001713日由国家质量监督检验检疫总局发布新的国家标准GB/T14684-2001《建筑用砂》,已于200221日起实施,新标准的实施对建筑所需用砂的数量和质量资源利用进行了系统规范,GB/T14684-2001是在GB/T14684-1993基础上修订的,其中增加的重要内容就是将人工机制砂作为建筑用砂之一,并且规范了人工机制砂的定义、技术要求及检验方法,在将来的建筑用砂领域,人工机制砂将成为主要来源。但在全国只有少数地区和部门对人工机制砂有所了解外,多数地区和部门对人工机制砂的应用还很陌生,而且仅仅限于混凝土中的应用,至于人工机制砂在预拌砂浆中的应用,大多数地区和行业相知甚少。根据笔者在江苏顺阳建筑新型材料有限公司担任实验室主任期间对人工机制砂在预拌砂浆中的应用展开深入系统研究,取得了一些理解和体会,并结合自己的工作经验总结出一些人工机制砂质量控制要点和注意事项,希望人工机制砂这一新型材料在预拌砂浆中能够得到更好应用。

   一、 岩石的开采与选择

   岩石是人工机制砂的主要材料来源,我国地质条件十分复杂,岩石资源也很丰富。岩石大致可分为四大类型:

   1. 山地型:以石灰岩和花岗岩为主

   2. 陆川型:以古河道河床为主

   3. 河川型:以陆地内河床为主

   4. 海底型:以部分沿海地区海滩为主

   各地应根据以上岩石资源分布因地制宜就地取材合理有数利用。根据实践,山地型和河川型岩石是优质的自然资源,尤其是石灰岩岩石含有丰富的碳酸钙物质,能提高预拌砂浆的和易性和施工性能。在不增加外加剂成本的情况下,可实施机械喷浆施工作业,因此石灰岩机制砂在预拌砂浆应用中是比较理想的原材料。在开采选择岩石材料的过程中,应按国标《建筑用碎石、卵石》GB/T14685-2001的试验方法,运用检验检测的手段对其有效控制,使所选择的岩石质量得到有效保障以及指标控制在一定的范围内。具体检验检测的项目:含水率、

含泥量、泥块含量、压碎指标值。

    1、岩石材料所含水分的高低将直接影响预拌砂浆的质量,预拌砂浆经混合后如所含水分偏高会造成水泥的加速水化、结块,使储存简仓放料时易堵塞或者储存时间缩短等现象,所以控制岩石的含水率非常必要。经检测表明,岩石在机械破碎时经过高速摩擦撞击产生一定的热量能消耗部分水分,因此岩石的含水率不宜超过1.5%。岩石的含水率检验检测应按国标《建筑用碎石、卵石》GB/T14685-2001标准中附录C的方法进行。

    2、在我国大多数岩石被山皮所覆盖,开采生产过程中难免混入泥土,从而导致预拌砂浆强度降低或造成抹灰基面开裂等现象,因此必须控制岩石中过量的含泥量和泥块含量。首先在开采前应及时清除岩石表面上的泥土,其次对岩石所含泥量和泥块含量按国标《建筑用碎石、卵石》GB/T14685-2001的规定第6.4条和第6.5条进行检验检测,使所含泥量和泥块含量控制在国标中表I、表Ⅱ类范围内。

    3、岩石开采后经机械破碎加工形成一定的颗粒级配的碎石,实践证明,良好的颗粒级配能使后续生产机制砂的细度模数与颗粒级配得到有效控制,所以碎石的粒经应控制在9.5MM-26.5MM之间,另外岩石进仓堆放时应按国标《建筑用碎石、卵石》GB/T14685-2001的规定中的第6.1条试验方法进行压碎值指标检验检测,其指标符合国标中压碎值指标小于表6Ⅱ类的规定,同一粒经和压碎值指标的碎石一起堆放并做标识。

   二、人工机制砂工艺设备概况

目前,在我国各地岩石生产除少数地区企业机械化程度较高外,大多数企业生产设备呈落后状态,效率低,质量差,成本高,从而影响人工机制砂的质量。提高生产工艺设备性能是各设备制造商面临的重要课题,针对人工机制砂粒型多呈三角体或方矩体,表面粗糙、棱角尖锐的特点,而且人工机制砂在混凝土中的应用与在预拌砂浆中的应用有所区别,对人工机制砂的细度模数与砂的级配要求更高,更具科学性。如果在生产过程中能得到改善,人工机制砂在预拌砂浆中代替天然砂使用,其性能明显优越,所以选择机制砂设备相当重要。我国在近几年研制的破碎机(立轴式冲击破碎机,圆锥破碎机,高效负支撑鄂式破碎机等)种类中,基本能满足机制砂的技术要求。一些厂家普遍选用立轴式冲击破碎机,其优点是生产的机制砂细度模数与砂的级配稳定,破碎中棱角砂所占比例较低,深受厂家的普遍欢迎。

   三、 人工机制砂的特点与应用 根据国标《建筑用碎石、卵石》GB/T14685-2001的规定,人工机制砂是经机械破碎、筛分制成的粒经小于4.75MM的岩石颗粒,其合理的细度模数与砂的级配直接影响预拌砂浆的质量,既要确保预拌砂浆的各项物理性能符合国家标准,又要满足其施工性能符合现场施工要求,必须两者同时兼顾。因此,应按照国标《建筑用碎石、卵石》GB/T14685-2001的规定运用检验检测的方法控制其各项指标,其检验检测的项目为:机制砂的细度模数、颗粒级配及石粉含量。

   1、人工机制砂的细度模数与颗粒级配控制。

人工机制砂的细度模数与颗粒级配控制是评定预拌砂浆用砂质量的一个主要指标。随着预拌砂浆技术的不断完善,砂率、水灰比和预拌砂浆的和易性、强度及施工性能的关系越来越收到重视,在预拌砂浆的配合比中,要以砂的细度模数来调整砂率和单位用水量,单位用水量的大小能反映出机制砂的细度模数与颗粒级配的真实情况,经过实践应用,单位用水量越大,反映2.36MM-0.6MM的百分率含量偏低,0.075MM以下的百分率含量偏高。反之单位用水量越小,反映2.36MM-0.6MM的百分率含量偏大,0.075MM以下的百分率偏小。所以在配制预拌砂浆时应考虑机制砂的细度模数与颗粒级配,应符合国标《建筑用砂》GB/T14684-2001规定中表I、表Ⅱ区范围内(如图1),但是根据目前国内制砂装备采用一次性制砂工艺很难制出符合标准的机制砂。往往会出现两头大中间小的状况,(如图2)从而导致预拌砂浆的物理性能差,和易性差和施工性能差的现象,我们一方面要控制机制砂的破碎方式,筛分环节和扩大每批次生产数量,应按国标《建筑用砂》GB/T14684-2001规定第6.3条文中试验方法筛分检测三次以便掌控机制砂的细度模数与颗粒级配并作出调整。另一方面一旦出现机制砂的细度模数与颗粒级配偏向情况,需添加Ⅱ级粉煤灰或将收尘系统内储存的粉尘调整机制砂的细度模数与颗粒级配,使配制的预拌砂浆达到最佳状态。

   2、人工机制砂中的石粉控制。

   3、人工机制砂是由岩石破碎而成,在生产过程中不可避免的产生一定量的石粉,而机制砂中适量的石粉存在可弥补预拌砂浆的和易性差和提高预拌砂浆的密实性,进而能提高预拌砂浆的综合性能作用。但是,在开采过程中难免会带入部分山皮泥土,从而在机制砂中会出现75UM以下颗粒中含有泥粉,而泥粉的存在会阻碍水泥的正常水化或者与水泥中的成分发生化学反应,这些负面影响可致预拌砂浆强度降低、收缩加剧及耐久性下降。国标《建筑用砂》GB/T14684-2001规定常用亚甲蓝方法既能检验检测机制砂中的石粉含量,又能检验检测机制砂中的泥粉含量,要求机制砂的MB值小于1.4,因此,在开采生产过程中应采取有效措施降低机制砂中的泥粉含量。




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