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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

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:398

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。


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。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。


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。


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結(jié)論:顯微鏡下觀察結(jié)果顯示,物料顆粒大小分別較為均勻,單體顆粒形貌完整,以近似球體橢球體和立方柱體居多,顆粒邊緣輪廓線較為平緩,周邊少見毛刺和尖角。

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