我国人工砂的发与问题探讨.doc

我国人工砂的发展与问题探讨 与其他用于结构的建筑材料相比，混凝土是相对耗能最低的材料，在基本建设中应用最为广泛。占混凝土质量的3/4左右的砂、石是混凝土的骨架。是消耗自然资源最大的材料，据估算，现全国每年建筑骨料用量约为70多亿吨。由于天然砂石是一种地方性材料，受资源和运输的限制。从20世纪60年代起，水电系统的土木建设工程就开始就地取材，进行机制砂石的生产和应用的研究，并开始在工程上使用。在建筑上开始应用较早的是贵州省，并于1978年制定了我国第一个山砂(人工砂)的地方标准。以后，云南、河南也相继出台了人工砂地方标准或使用规程。我国的香港也是使用人工砂较早的地区，其执行的英国标准BS882明确人工砂的品种和技术要求至少40年以上。但上述行业和地区只限于局部，在全国建筑业对人工砂了解的极少，还是以天然砂为建设用砂。 随着基本建设的日益发展，在我国不少地区经过几十年的开采，有限的天然砂资源已经用尽，价格不断上涨，影响了工程建设的进展。在经济利益的驱使下，很多地区都出现了乱采乱挖天然砂的情况，在现有的江河开采，改变河道走向、水流、影响河堤安全、破坏鱼类生存环境、影响防洪、污染水质、影响景观。在古干河道开采，破坏农田或植被、破坏铁路、桥梁与电力设施、严重污染空气和环境，同时，天然砂生产方式的落后，造成砂质量混乱与下降，直接影响工程质量。出于对环境和资源的保护，国家和各地政府严格限制或禁止开采天然砂法规和政策的出台，进一步减少了天然砂的来源。 随着混凝土技术的迅速发展．现代混凝土对砂的技术要求越来越高，特别是高性能混凝士、结构混凝土的耐久性对骨料的要求很严，要求骨料具有稳定的质量，高强度、良好级配和粒型，而能满足其要求的天然砂数量越来越少，甚至没有，严重地制约了高性能馄凝土的发展，影响了混凝土的耐久性，进一步造成能源和资源的浪费，寻找新砂石迫在眉睫。 我国有大量的金属矿和非金属矿，在采矿和加工过程中伴随产生约20％～80％的尾矿，有相当尾矿没有合理利用，已约有上百亿t的尾矿大量堆积，特别是小型矿山，尾矿随意堆放，占用土地，污染环境，埋下隐患，造成重大事故。而如果经过适当分选与加工，不少尾矿就可以制成人工砂石。既解决了环境污染等问题，又提高了自然资源利用率，形成综合效益，完全符合建设资源节约型、环境友好型社会的科学发展观和可持续发展的国策。 自90年代以来，北京、天津、上海、重庆、广东、福建、浙江、河北、山西、四川、江苏等省市都相继开展了人工砂的使用研究，先后建立了少量的人工砂生产线。为适应新形势的发展，2002年2月1日起实施的GB/T14684—2001 《建筑用砂》首次增加了人工砂种类，确定了人工砂为新的砂源，明确提出我国的人工砂不能只限定于国外单纯用矿山原料加工的机制砂，同时要发展用尾矿加工制成的人工砂；另外，增加了我国人工砂中的混合砂品种，鼓励在挖掘 天然河砂的同时，把原来丢弃的大小卵石加工成机制砂或利用其他尾矿机制砂与天然砂混合制成人工砂，达到充分利用资源，降低生产成本，减少环境破坏的目的。同时提出了适应资源复杂化后的人工砂质量要求和新的试验方法，为全国人工砂的发展打开了技术通道和基础。 1 人工砂的特性 因在大多数情况下混凝土对骨料本身岩石的矿物类型没有特殊的要求，不按其矿物成分分类。只需要具有足够高的硬度和强度、良好的级配和粒形，不含有害杂质、粘土和有机物等杂质，化学稳定性好，用于民用建筑还要具备低的放射性。故国标GB／T 14684-2001中把人工砂定义为经除土处理的机制砂、混合砂的统称。实际从广义上讲，其他行业用的烧结砂等都为人工砂，只不过因历史形成等的关系，在建进行业人工砂即为建筑用砂。 机制砂：由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。 混台砂：由机制砂和天然砂混合制成的砂。混合砂没有混合比例限制(根据砂源情况和使用需要具体配制)，但必须执行人工砂的技术要求和试验方法。 用卵石制成人工砂外观与天然砂区别不大，特别是混台砂，用户很难区别，推广较容易。用岩石或尾矿生产的机制砂从颜色到组成与天然砂区别很大，尤其干法生产的人工砂，显得石粉很多，只要石粉含量达10％左右时，看上去就像都是石头粉(或土)一样，使人心生疑虑，不敢使用。 目前，国内人工砂生产主要有两种形式，一种是专门生产的机制砂，其级配、细度模数均可做到优于天然砂，粒型也可与天然砂相似。再一种是利用各种尾矿附带生产或产生的，这是目前人工砂的主体。其中，多数是生产碎石后的石屑经过简单加工和筛分或直接利用。由于其母岩矿物和材质不同、加工机械与工艺不同，它的颗粒级配、粒形、石粉含量及质量差别很大。颗粒级配多为两头大中间小粒型呈三角体或