人工砂在干混砂浆中的应用研究

郭书辉

深圳市航天新材科技有限公司 广东 深圳 518052

引言

每年我国所生产的天然砂高达7亿多吨，而人工砂仅占其20%，但是天然砂是属于地方性的不可再生资源，具有不易长距离运输、分布不均匀等特点，甚至我国部分地区由于过度开采天然砂，进而导致天然砂资源濒临枯竭，当前多地政府已明令禁止或限产天然砂，使得我国建筑工程施工中所需要的混凝土原材料紧缺。而这一现象的发生就加大了人工砂在建筑工程材料行业中的地位，下文便探讨了人工砂在干混砂浆中的具体应用。

1 人工砂在干混砂浆中的应用前景

当前我国众多学者对干混砂浆配置作业中的天然砂开展相关研究，其主要研究工作围绕着干混砂浆的最佳配料方案、客户不同需求、品种分类、生产设备等方向开展。人工砂在干混砂浆中的应用已于最近几年崭露头角，并且人工砂在品质、经济、环保等方面的性能已明显超越天然砂[1]。

2 干混砂浆中人工砂配置的原材料及方法

2.1 人工砂的生产工艺

人工砂在生产的过程中可以简单地划分为以下几个步骤，首先是进行大块原石的粉碎，在粉碎过程中需要进行初步粉碎、中度粉碎和深度粉碎，再将粉碎后的原石通过机器进行筛选，并且进行粉尘去除，这样就可以形成初步的人工砂。采用传统方法进行人工砂的生产较为简单，但是在生产过程中由于缺少工艺上的控制，使得人工砂的颗粒形体不一，并且湿法除粉效果在人工砂的生产中可控性不高，这就会导致人工砂产品中存在的方角体过多、砂体表面颗粒缝隙较多、砂体石粉含量过高等问题。

因此我国工业行业在人工砂的生产过程中，需要优先选择高效粗细粉分离机，利用该设备所具备的重力作用，借助风力将天然砂中的杂质和铁矿石粉进行分离，这样制备而成的砂粒就可以在风筒中进行自由落体运动。同时该设备在人工砂的制备过程中，还可以根据建筑工程的需求，进而选择1～5档不同级别的风速，对人工砂中的石粉含量进行有效控制[2]。

2.2 人工砂在干混砂浆中的具体配置方案

人工砂在干混砂浆中具体配制时，为了保障干混砂浆的稠度在80～100毫米范围内，需要对人工砂的强度及粘聚性进行合理控制。在配置中首先需要确定干混砂浆的基本配合比例，并在此基础上根据具体的比例来选取人工砂，配置人员还需要进行人工砂和干混砂浆的配置试验。实验中主要对干混砂浆的工作性及强度进行测试，进而寻找到人工砂对干混砂浆带来的规律性影响。在对已有抗裂抹面砂浆配方的干混砂浆进行配制时，需要选用人工砂替代其中的细骨料，进而提高干混砂浆的工作性能、收缩性能及自身强度。在干混砂浆配置完成过后，配置人员需要根据《水泥胶砂强度检测方法》中的相关要求，对干混砂浆的砂浆稠度、强度、黏度等进行测试，通过选择尺寸在40×40毫米的试块，并在试块两端采用502快干胶进行粘连，利用金属测试其强度，在长度测试中主要采用量尺为0.01毫米的千分尺进行测量。

3 不同比例人工砂代替河沙对干混砂浆性能的影响

3.1 对干混砂浆工作性能带来的影响

在利用人工砂进行干混砂浆的配置过程中，需要将干混砂浆的稠度80～100毫米的范围内，这样才可以保证干混砂浆的凝聚性和保水性，使得干混砂浆的自身强度达到建筑工程的施工要求。在具体的配置过程中需要将水胶比控制在0.7～0.8、胶砂比控制在1∶4，干混砂浆配制中的矿物掺和料优先选择粉煤灰，在掺加矿物配料时，需要选用占总量20%的凝胶材料和占总量0.04%～0.05%的纤维素醚材料。在测试人工砂对干混砂浆工作性能带来影响的过程中，需要选择0%、25%、35%、45%、55%、65%、75%等多个取样值，来研究人工砂取代天然砂变化量，对干混砂浆的强度带来的规律性影响。在实验中发现，干混砂浆中人工砂的含量越低，其自身强度及工作性能越佳；人工砂含量占天然砂含量25%以下时，干混砂浆的稠度可以调配到最佳范围内[3]。

3.2 对干混砂浆强度带来的影响

利用人工砂进行干混砂浆的配制过程中，配制人员发现人工砂在干混砂浆中掺加量较小时，对干混砂浆的自身强度没有显著的影响。但是当人工砂的掺加量达到55%以上时，就会感到干混砂浆的浆体明显变硬且流动性减弱，甚至部分干混砂浆在配制后表面出现不平滑的现象。这主要是源于相同流动性要求下人工砂比天然砂用水量更大，如果人工砂用水量小于天然砂，那么就会造成干混砂浆的稠度值下降。此外在对完全使用天然砂与人工砂所配制的干混砂浆进行对比的过程中，发现配比完全相同情况下，天然砂的干混砂浆自身强度及抗压强度明显低于人工砂。并且人工砂的抗折强度综合比较比天然砂所配置的干混砂浆高约42%～57%，抗压强度高约47%～68%，因此可以得出以下结论，在采用人工砂和天然砂进行干混砂浆的配置过程，选用人工砂进行配置，所制备的干混砂浆试块强度更高[4]。

4 结束语

当前我国最大的建筑结构材料中属于混凝土，而混凝土的主要组成成分是砂制材料，这部分材料包括天然砂和人工砂两种。但是随着近些年来天然砂的产量减少、开采成本逐渐增加，进行人工砂的制备工作已成为建筑工程行业中的重要环节，通过提高人工砂的制备质量及生产工艺，就可以促进我国建筑工程的可持续发展。