人工洗沙是**細(xì)集料 是今后大力發(fā)展的新材料 本文討論了人工洗沙的優(yōu)點(diǎn)開發(fā)現(xiàn)狀 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 生產(chǎn)方法和市場前景
  
    所謂人工洗沙是指由新鮮巖石經(jīng)機(jī)械破碎加工而成顆粒直徑0.155mm的產(chǎn)品 又經(jīng)水洗 去除小于0.15mm的石粉及有害雜物而**的一種非常潔凈的沙石料隨著社會的發(fā)展和科技進(jìn)步 水利 建筑 交通等行業(yè)都需要這種產(chǎn)品 用于修筑水利大壩 橋梁 電站 高層建筑 立交橋 水泥大管等 市場看好
1. 人工洗沙的優(yōu)點(diǎn)
    人工洗沙是對自然沙而言它與自然沙相比 有以下區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)
    (1) 人工洗沙的材質(zhì)優(yōu)良 穩(wěn)定人工洗沙是人為選定的原料 材質(zhì)均一 穩(wěn)定 礦物成分和化學(xué)成分與原料是一致的 沒有自然沙那樣復(fù)雜 沙粒清潔 無泥質(zhì)和其他有害雜質(zhì) 性能穩(wěn)定
    (2) 粒度J配良好 一種人工洗沙一個(gè)細(xì)度模數(shù) 只對應(yīng)一個(gè)J配 它的細(xì)度模數(shù)和單篩的篩余量成線性關(guān)系 只要通過測定 建立線性關(guān)系式 測一個(gè)單篩的篩余量 便可準(zhǔn)確 快速地求出細(xì)度模數(shù)而一般自然沙一種細(xì)度模數(shù) 可以有多種J配
    (3) 細(xì)度模數(shù)可以人為的通過生產(chǎn)工藝來控制按用戶要求來組織生產(chǎn)這是自然沙所不能做到的
    (4) 人工洗沙如果是由石灰?guī)r制成的粗骨料也是石灰?guī)r碎石 則粗細(xì)骨料皆為同一種母巖 熱化學(xué)性能一致 能產(chǎn)生積J的化學(xué)反應(yīng) 因此混凝土的性能指標(biāo)比自然沙好 特別是大體積混凝土 這種效果更為明顯 用石灰石制成的人工洗沙與水泥同屬一種母巖 皆為鈣質(zhì)材料 兼有鈣質(zhì)混合材料的作用能顯著提高混凝土的早期強(qiáng)度
    (5) 人工洗沙具有新鮮表面 干凈無泥土 不含有機(jī)質(zhì) 云母 硫酸鹽等有害雜質(zhì) 因此與沙 漿的粘結(jié)力好 混凝土的抗壓 抗拉強(qiáng)度高 抗裂性能 耐久性好
    (6) 只要是成巖程度高的巖石例如石灰?guī)r 白云巖 花崗巖 玄武巖 流紋巖 沙巖等 都可以作人工洗沙的原料 因此原料來源廣 便于就地取材
2. 人工洗沙的開發(fā)
    目前已經(jīng)開發(fā)的人工沙有兩種一種是經(jīng)過水洗的 質(zhì)量好 稱人工洗沙 二是不經(jīng)過水洗的人工沙 亦稱干沙 質(zhì)量比較差 但仍比自然沙好 80年代用的比較多現(xiàn)在逐步被人工洗沙所替代 表1列出人工洗沙與部分自然沙的化學(xué)成分和物理性質(zhì)從中可以對比出它們質(zhì)量的差異人工洗沙經(jīng)多年使用證明力學(xué)性能特別好 有一個(gè)工程 用自然沙拌制的混凝土 水灰比0.55水3泥用量313kg/m28d抗壓強(qiáng)度8.4MPa而用純石灰?guī)r人工洗沙拌制的混凝土水泥用量300kg/,28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到18.5MPa比自然沙混凝土強(qiáng)度提高2.2倍 而水泥還節(jié)省4.15%從這個(gè)實(shí)例便可看出 人工洗沙的優(yōu)良性能以及為什么重點(diǎn)工程就要使用人工洗沙是有道理的
    人工洗沙 以石灰石為原料性能較好也更普遍 其次是**沙巖 在無石灰?guī)r 白云巖和**沙
表1  人工洗沙與自然沙物化性能對比化學(xué)成分(%) 物理性質(zhì)沙的種類
SiOAlO FeO CaOMgOSO LOI 細(xì)度模數(shù) 密度 松散容重 空隙率 吸水率 含泥量
2 2 3 2 3 3
石灰?guī)r人工洗沙 0.820.390.1754.181.110.0142.542.52 2.71 1.62 40.000.72 1.2
玄武巖人工洗沙 52.3414.3215.038.514.540.023.92 2.67 2.69 1.60 46.1 0.81 1.2
花崗巖人工洗沙 78.6211.452.062.060.120.011.31 2.77 2.62 1.48 43.510.82
流紋巖人工洗沙 71.3912.304.501.681.060.452.01 2.72 2.67 1.54 42.320.92
凝灰?guī)r人工洗沙 70.5514.283.521.400.340.500.90 2.17 2.66 1.53 42.180.91
白云巖人工洗沙 1.520.570.6727.6124.330.0445.122.64 2.32 1.64 42.550.77 1.2
沙巖人工洗沙 80.976.002.863.380.330.203.34 2.17 2.67 1.46 45.322.39 1.2
昆明宜良自然沙 79.886.004.491.981.520.024.29 2.24 2.65 1.58 40.402.389.42
昆明龍?zhí)蹲匀簧?96.181.072.260.250.060.040.02 1.86 2.67 1.30 51.300.801.17
巖的地區(qū) 玄武巖 花崗巖 流紋巖等也可以作人工洗沙的原料 表2是部分人工洗沙 水泥沙漿的力學(xué)對比試驗(yàn) 從表2的試驗(yàn)資料可以看出 人工洗沙比自然沙配制的水泥沙漿28d的抗壓強(qiáng)度提高24%60.8%抗拉強(qiáng)度提高40.9%70.5%
表2  人工洗沙與自然沙水泥沙漿力學(xué)性能對比試驗(yàn)28d抗壓 28d抗壓 28d抗拉 28d抗拉沙的種類強(qiáng)度(MPa)強(qiáng)度比(%)強(qiáng)度(MPa)強(qiáng)度比(%
昆明宜良自然沙 8.26 100 0.88 100
石灰石人工洗沙 13.27 160.7 1.38 156.
玄武巖人工洗沙 10.90 132.0 1.24 140.
流紋巖人工洗沙 10.24 124 1.33 151.
沙巖人工洗沙 13.28 160.8 1.50 170.
3. 人工洗沙的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
    不管用什么原料生產(chǎn)人工洗沙作為混凝土的細(xì)骨料 除就要達(dá)到自然沙的指標(biāo)要求外 在生產(chǎn)中還要用細(xì)度模數(shù) 石粉含量和含泥量等3項(xiàng)指標(biāo) 嚴(yán)格考核評價(jià)其質(zhì)量好壞
    (1) 細(xì)度模數(shù) 細(xì)度模數(shù)是指各號篩上的累計(jì)篩余數(shù)百分?jǐn)?shù)總和模數(shù)越大 表示洗沙越粗 反之越細(xì) 分類如下
    細(xì)度模數(shù)3.13.7為粗洗沙
    細(xì)度模數(shù)2.33.0為中洗沙
    細(xì)度模數(shù)1.62.2為細(xì)洗沙
    細(xì)度模數(shù)0.71.5為特細(xì)洗沙
    細(xì)度模數(shù)是衡量人工洗沙質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)也是混凝土配合比設(shè)計(jì)的重要參數(shù)對混凝土的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性有直接影響 實(shí)踐證明: 人工洗沙的**細(xì)度模數(shù)為2.62 每增加0.2洗沙的比表面積減少4cm/g大于2.77水泥用量增加1216kg/m; 小于2.59水泥用量增加1721kg/m
    (2) 石粉含量 石粉是指粒徑小于0.15mm的部分 它的含量較好控制在6%12%含量高 對混凝土的性能和水泥用量都有影響
    (3) 含泥量要求很嚴(yán)格 就要小于1.2%SO1%云母 2%只要原料選的好 這一條達(dá)標(biāo)是不困難的
4. 人工洗沙的生產(chǎn)目前人工洗沙的生產(chǎn)工藝有3種
    (1) 二段破碎 二段篩分 一段制沙石料 粗破 中破 檢查篩分 制沙 分J篩分 人工沙和碎石 中外合資企業(yè)昆明齊躍沙石料有限公司采用本工藝 該公司選用的設(shè)備為瑞典SVEDALA公司的**產(chǎn)品 包括粗碎 中碎及巴馬克(BARMAC)制沙機(jī)共8臺套 1999年元旦投產(chǎn)日產(chǎn)沙1 500t年產(chǎn)45萬t 巴馬克制沙機(jī)的工作原理是根據(jù) 石打石 的方法來制取人工沙的 碎石由大變小由小變沙 工作原理非常巧妙 我國許多重點(diǎn)工程 如三峽工程都是用巴馬克制沙機(jī)生產(chǎn)人工沙 這種制沙機(jī) 制沙量只能達(dá)到40%其余的60%均為大小不一的碎石 通過篩分 把人工沙篩出 如果碎石有銷路 就按這種方法生產(chǎn) 如果想多出人工沙 碎石又要返回入巴馬克制沙機(jī)以達(dá)到多產(chǎn)人工沙的目的 用這種工藝生產(chǎn)的人工沙 粒形為立方體 園潤飽滿 強(qiáng)度好 很受用戶青睞
    (2) 一段破碎 二段篩分 一段制石料 粗碎 篩分 制沙 篩分 人工沙和碎石 本工藝應(yīng)用比較廣泛 許多國內(nèi)人工沙廠都采用本工藝 如長江三峽工程所用的人工洗沙 就是用這種工藝生產(chǎn)的 產(chǎn)品質(zhì)量好
    (3) 二段破碎 二段篩分 棒磨制沙石料 粗碎 中碎或細(xì)碎 篩分 制沙 篩分
人工沙 本工藝多為中小企業(yè)所采用 這種工藝制沙用的是棒磨機(jī) 而不是巴馬克制沙機(jī)棒磨機(jī)有
2 100mm 3 600mm1 500mm 3 000mm
900mm 1 800mm400mm 600mm等數(shù)種規(guī)格
   細(xì)沙回收設(shè)備 價(jià)格較低 使用棒磨機(jī)要掌握好裝棒量 棒J配 進(jìn)料量料漿濃度 進(jìn)料粒徑和J配等制沙參數(shù) 在正常的生產(chǎn)過程中 裝棒量和棒J配是固定的 例如 2 100mm 3 600mm型的棒磨機(jī)裝棒量占機(jī)筒體積的40%45%棒J配為二J75mm的棒約占70% 100mm的棒占30%進(jìn)料粒度 進(jìn)料量與洗礦的細(xì)度模數(shù)呈正相關(guān)系 裝棒量 料漿濃度與洗沙細(xì)度模數(shù)呈負(fù)向關(guān)系進(jìn)水量料漿濃度(%)= 100%進(jìn)料量 進(jìn)水量對于不同的原料 不同的棒磨機(jī) 進(jìn)料量與料漿濃度和細(xì)度模數(shù)的關(guān)系可以通過試驗(yàn)確定其相關(guān)
方程 用于指導(dǎo)生產(chǎn) 茲舉兩個(gè)例子
    a.原料石灰?guī)r 棒磨機(jī)為 400mm600m進(jìn)料量X與料漿濃度X和細(xì)度模數(shù)F的相關(guān)方程為:F=0.094 1+0.006 51X+0.017 01X    b.原料為石灰?guī)r 棒磨機(jī) 900mm 1 800mmF=2.32+0.212 4X+0.295 7X-0.660 3X-0.01X式中: X 進(jìn)料粒度模數(shù) X 進(jìn)料量(t/)  X 裝棒量(t)X 料漿濃度(%)
5. 市場前景
    隨著社會進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對混凝土強(qiáng)度的要求越來越高 高強(qiáng)度的混凝土就要使用高質(zhì)量的沙石料 而且混凝土標(biāo)號越高 對沙的要求越嚴(yán) 自然沙固有的缺點(diǎn)無法滿足其要求 于是能適應(yīng)混凝土現(xiàn)代化要求能人為控制粒度 J配 材質(zhì)的**人工洗沙 應(yīng)運(yùn)而生 我國2000年水泥產(chǎn)量53億多t 混凝土產(chǎn)量7億多m 每立方米混凝土需要沙石料1.3m由此可知 對人工洗沙的需求量是很大的 市場前景廣闊。
    目前我國的混凝土用沙是自然沙石與人工洗沙并存而且自然沙用量比人工洗沙用量大但隨著社會發(fā)展和科技進(jìn)步，隨著自然沙資源的減少人工洗沙將以其優(yōu)良的性能能適應(yīng)混凝土現(xiàn)代化施工的要求粒度和J配能根據(jù)工程施工要求進(jìn)行生產(chǎn)控制和調(diào)整而越來越受到市場的青睞國內(nèi)外幾十年的工程實(shí)踐證明人工洗沙具有自然沙不能比擬的優(yōu)點(diǎn)大量生產(chǎn) 使用是不可避免的趨勢。

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