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机制砂在普通干混砂浆中的应用研究 摘要:试验研究了不同比例机制砂替代河砂对干混砌筑砂浆的抗折和抗压强度的影响，采用机制砂制备出不同强度等级的干混砌筑砂浆和干混抹面砂浆，并进一步研究了机制砂替代石英砂对抗裂抹面砂浆工作性能、强度与收缩性能的影响。研究认为，合理工艺制备出的机制砂可以完全代替河砂制备不同强度等级的干混砌筑砂浆与干混抹面砂浆;机制砂替代量为50%时不仅能提高普通干混砂浆的抗折性能，且能改善抹面砂浆收缩性能。 关键词:生产工艺;机制砂;干混;砌筑砂浆;抹面砂浆 1前言 目前混凝土一直是人类最大宗的建筑结构材料。作为混凝土主要组成部分之一的砂，包 括天然砂和人工砂两种，后者又分为机制砂和由机制砂与天然砂混合而成的混合砂。目前， 我国砂的年产量高达7亿多吨，大多数是天然砂。天然砂是一种地方性资源，它具有分布不 均匀、短时间内不可再生、不适宜长距离运输等特点。在我国的很多地区由于开采过度等原 因已导致天然砂资源接近枯竭，还有很多地方已经开始禁采或限采天然砂，这样一来，工程 建设用砂的供需矛盾便日渐凸现出来。随着混凝土技术的迅速发展，现代混凝土对的技术要 求越来越高，能满足其要求的天然砂越来越少，甚至没有。这样，人工砂在工程中的地位越 来越重，成为建设用砂的重要来源。使用机制砂替代河砂在国内外已成为混凝土行业可持续 发展的一种趋势。 干混砂浆属于商品砂浆，最初国内称其为预混(干)砂浆，后来又称为干粉料、干混 料、干粉砂浆或干拌砂浆。干混砂浆的主要组成成分包括胶凝材料、细骨料、外加剂等固体 材料。干混砂浆具有保水性适当、和易性优异以及使用方便等优点。相比较而言，发达国家 在砂浆商品化的进程方面起步较早，并且已取得十分成功的开发、生产和应用经验。早在 19世纪，奥地利就发明了预混(于)砂浆，到20世纪60年代，欧洲的预混(干)砂浆得 到迅速发展。我国直到20世纪90年代末才开始加大宣传力度和采用政府政策引导、干预的 措施，积极灌输商品砂浆的观念，通过投人一定的人力、物力进行开发研究，以科研单位牵 头制定了一些相关规程，取得了一定的成绩。 目前，国内许多学者已经对干粉砂浆展开了相关研究，研究内容主要集中在根据本地原 料的特点研制最佳配料方案、开发满足客户不同需要的新品种、开发国产的生产设备及相关 检测设备和降低设备投资成本等几个方面。 干混砂浆在中国经过短短几年的发展，已经逐渐显示出其在品质、效率、经济和环保等 方面的优越性。干混砂浆的用途必将越来越广泛，另一方面，天然河砂供应越来越紧缺，价 格增长加快。本文主要研究机制砂干混砂浆的配制技术和对其部分性能产生的影响，探讨机 制砂代替河砂与石英砂配制干混砂浆产生的相关影响，对机制砂在干混砂浆中的工程应用和 相关研究起到一定指导意义。 2试验原材料与方法 2. 1试验原材料 试验中所采用的水泥为江南小野田P.II52.5硅酸盐水泥;粉煤灰(FA):二级粉煤灰。水泥和粉煤灰的化学组成见表1。增稠剂采用浙江中维生产的纤维素醚，黏度15000MPa .s ., 试验中采用的机制砂由浙江湖州鹿山坞矿业有限公司提供。 2. 2机制砂生产工艺 目前，国内机制砂的一般生产工艺流程可简单地分为以下几个阶段:块石~粗碎~中碎~细碎~筛分~除尘~机制砂。但是传统的生产方法由于破碎过程简单，缺少机制砂颗粒整形工艺步骤，湿法除粉效果可控性不高，这样的机制砂产品存在粒型棱角尖锐、方角体过多、颗粒表面孔缝较多以及石粉含量过高等问题，再加上不同产地原料之间的差异，导致目前机制砂品质不高，性能不稳定。 实验所用机制砂的生产原料为湖州鹿山坞矿业有限公司加工精品石料过程中产生的3 ~5mm尾矿废石颗粒。由于石料在加工为精品石料颗粒的过程中已经历了粗碎、中碎和细碎等过程，因此其后续生产过程主要特点在于多次回笼筛分整形和除粉。流程图如图1所示。 尾矿石料通过国际先进的VI8000型立式冲击破碎机进行细破，之后根据实际需要，通过振动筛分离大粒径颗粒，多次回笼通过VI8000型立式冲击破碎机整形。整形后的机制砂还要通过新型石粉分离机进行除粉处理。 采用干法除粉对机制砂石粉含量进行控制。目前国内广泛采用的分选设备为CXFL系 列高效粗细粉分离机，该设备虽然利用了重力作用，通过风力将铁矿粉与杂质分离，但物料 在风选筒内所做运动为自由落体运动，历时短，分离效果不够理想，而且除粉量不能根据实 际需要进行控制。湖州鹿山坞矿业有限公司研制出一种新型砂粉分离机，这种新型砂粉分离 机提供1~5个不同级别的风挡，通过调节进风量对机制砂的石粉含量进行有效控制。该设备已申请国家专利。 通过VI8000型立式冲击破碎机的多次整形破碎，增加了机制砂中间粒径颗粒的数量，改善了级配