浅谈人工砂的使用
摘要：天然河砂，特别是优质的天然河砂，已难已满足混凝土日益增长的需求。为缓解自然资源短缺，采用人工砂替代河砂已成了混凝土行业可持续发展的一种必然趋势，人工砂的相关技术标准和技术规程亦已经出台，为人工砂的使用和推广提供了技术支持。本文简单总结了人工砂在试验、配合比设计以及生产应用方面的一些经验，希望能为本地区的一些同行在使用人工砂时，提供一些肤浅的经验以供参考。
关键词：人工砂天然河砂 细度模数 石粉含量 MB值和易性
Abstract: The natural river, especially the great quality of the natural river sand has been difficult to meet the growing demand of concrete. To alleviate the shortage of natural resources,it is an inevitable trendfor the concrete industry that
The artificial sandtake place of river sandfor sustainable development, the artificial sand-related technical standards and technical regulations have been promulgated for the use and promotion of artificial sand . This paper briefly summarizes some experiences in the artificial sand in the test, the design of mixture ratio and the production applications, Ihope it can provide some superficial experience for reference for some of the region counterparts in the use of artificial sand .
Keywords: artificial sand natural river sandfine modulusthe dust contentthe MB value
Workability 0 引言
随着经济建设的不断发展，混凝土用量的不断增加。根据广东省水利厅“关于划定2012年度省许可发证河道河砂可采区禁采区的公告”，2012年西江和北江可采区的控制采砂量约为500万立方，也就是大约可生产1000万方的混凝土，按现在的建设规模，这大约只可满足不到20家混凝土搅拌站的用砂需求，但珠三角地区有上百家混凝土搅拌站，正规途径的采砂根本无法满足混凝土用砂需求。天然河砂，特别是优质的天然河砂，已难已满足混凝土日益增长的需求。为缓解自然资源短缺，采用人工砂替代河砂已成了混凝土行业可持续发展的一种必然趋势，人工砂的相关技术标准和技术规程亦已经出台，为人工砂的使用和推广提供了技术支持。
今年，广东省开展“三打两建”工作，打击“砂霸”欺行霸市，自3月底起，河砂逐步停采，一下子，砂资源短缺的这个问题被放大了。而且天然河砂经过多年的采掘，在市场正常供应时，河砂的细度模数多为2.0-2.5，数量也不多且以细砂居多，优质的中砂较少。而机制人工砂的市场供应量逐步加大，且细度模数可人工控制。因此，为解决砂的供应问题，在确保混凝土工程质量的前提下，我们开始试验和使用人工砂。
本文简单总结了人工砂在试验、配合比设计以及生产应用方面的一些经验，希望能为本地区的一些同行在使用人工砂时，提供一些肤浅的经验以供参考。
1 人工砂的质量控制
人工砂的技术性能与天然河砂相比有较大的差异，人工砂颗粒粗糙、尖锐多棱角、细度模数大、级配不良以及石粉含量大等等，这些技术性能上的差异会导致混凝土性能上的巨大变化，尤其是新拌混凝土的和易性方面上的影响变化：混凝土拌合物流动性差、泌水、坍落度损失大等。因此要使得混凝土具有良好的和易性，必须控制好人工砂以下的一些技术指标。
1.1细度模数
一般而言，标准、规范推荐使用的是细度模数为2.3-3.0的中砂。天然河砂中细度模数为2.3-3.0的中砂，颗粒圆润，级配合理，所配制出的混凝土确实是和易性、强度质量等各方面的性能均好；若使用粗砂，则混凝土容易出现浆体不足、拌合物保水性差、分层离析等现象，可泵性差；使用细砂，则混凝土用水量大，水泥用量大导致成本增加，且抗裂性差。
与天然河砂相比，人工砂的颗粒粗糙、尖锐多棱角，石粉含量大。由于石粉较多、比表面积较大的原因，相同配合比，配制混凝土所需的用水量，人工砂要比河砂多10-15Kg/方，包裹粗细骨料所需胶凝材料的总量也较大。因此，使用的人工砂配制混凝土时，需考虑控制较小的比表面积和石粉含量，以控制、降低混凝土的用水量，并保证混凝土拌合物的和易性，所以，使用人工砂以细度模数为2.6-3.2的中、粗砂比较合适。
人工砂是由机器制造而成的产品，其粗细可通过筛孔直径的变换以及搭配进行调整，建议混凝土公司与厂家协商，控制好人工砂的细度模数。
1.2石粉含量与亚甲蓝（MB）试验
石粉是指人工砂中粒径小于75μm的颗粒，包括与被加工母岩化学成分相同的石粉以及泥土，其中泥土对混凝土的质量危害比较大。在混凝土中，石粉一方面提高了混凝土中的细粉含量，增加了浆体量，改善了混凝土的和易性；另一方
面石粉又吸附拌合用水，如果石粉含量较多，则大大增加混凝土的用水量，增加了成本同时又降低了混凝土的质量，增加了收缩开裂的风险。因此，需通过亚甲蓝（MB）值试验和石粉含量两个技术指标来控制石粉含量，同时也可有效地控制和保证人工砂混凝土的流动性。按有关标准和资料数据，宜将MB值控制不大于1.4%，石粉含量则控制在10%以内。
1.3吸水率与压碎指标
人工砂由岩石破碎而成，母岩本身的强度和质量也直接影响人工砂的质量性能，进而影响混凝土的性能。吸水率和压碎指标主要与人工砂母岩的质量有关，同一母岩或者说同一原产地的人工砂，在同一加工条件下，这两指标基本上变化不大。因此，在严格控制上述两指标外，还需在人工砂的初期筛选或型式检验中检测吸水率和压碎指标。控制人工砂的吸水率，也是控制混凝土水胶比和拌合物和易性的主要措施之一。
2 混凝土配合比设计
低水泥用量、低用水量是混凝土配合比设计的原则，也是保证混凝土质量和经济适用的技术措施。纯机制的人工砂由于自身的特点，所配制的混凝土具有用水量大、坍落度损失快、可泵性差、易开裂等缺点。因此，要改善人工砂混凝土的和易性，提高混凝土的质量，需要优选原材料和优化配合比设计，尽量降低混凝土的单方用水量，可以从以下方面着手：
2.1人工砂与天然河砂混合使用
单独使用河砂或人工砂，或许存在供应不足、混凝土需水量大、可施工性较差等问题，比较好的解决方法是两者混合使用。混合使用时，机制的人工砂细度模数宜控制在2.6～3.2之间，河砂的细度模数则在2.0以上，搭配比例由试验试配确定。
