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路基工程知识:人工砂在公路工程中的应用探析

2015-01-14 14:05  建设工程教育网整理  【  【打印】【我要纠错】

  我国从20世纪60年代修建贵州猫跳河电站起,就开始了在水电和土木建筑工程领域进行机制砂(人工砂)的生产工艺、产品技术性能和在混凝土中应用的研究、使用。经过近20年的探索,人工砂技术取得了一定的成就,但还很不成熟。进入90年代后,在云南、贵州的公路工程中,人工砂的应用已有了很成熟的经验,用人工砂同样能制出桥梁上的C50、C60砼梁片。进入21世纪,我国人工砂技术进入了快速创新的时代并得以广泛的应用。下面就人工砂的特性,存在的问题及其应用作简要的介绍,为今后推广应用提供参考。

  1、人工砂的特性

  (1)人工砂与天然砂相比,具有料源丰富,加工季节影响小,可全年均衡生产等优点。

  (2)人工砂与山砂的最大区别就是压碎值指标(或坚固性),山砂的压碎值几乎无法达到指标。

  (3)人工砂质量稳定,产源固定,可机械化生产;颗粒粒形合理,级配可调;石粉能合理利用;用其拌制的砼有利于温控及减少砼裂缝。因而得到了日益广泛的应用。

  (4)人工砂中混杂的石粉具有粘附性(尤其花岗岩机制砂),干砂时从外表看,细砂的石粉与土类似,而从湿砂过渡到干砂时,又容易结块,影响外观,潮湿状态时与天然砂外观相似。

  (5)石粉含量少时,对和易性有影响,拌和物易泌水。

  2、使用中存在的主要问题

  2.1认识问题

  (1)人们的传统观念认为,砂仅起填充作用,质量无足轻重,只要提高水泥掺量,就能满足强度要求,甚至有些科技人员也认为砂无技术研究的价值,就是“砂包土”也一样可以当砂用,不重视砂石骨料的颗粒级配、粒型、表面特征、针片状颗粒含量、空隙率、压碎值等指标与性能,观念存在偏差。

  (2)人工砂的认识偏差。

  ①人工砂的生产,不管是干法、湿法或半干法生产,看上去都与石粉接近(或像土),尤其是花岗岩生产的人工砂,因其合格的细颗粒(75um~150um)很容易粘附在颗粒表面,从湿转干时结成团,外表难看,使人产生疑虑,不敢使用。

  ②人们仅仅把人工砂当作一种简单替代天然砂的材料对待,用传统天然砂的标准来衡量人工砂,不去做对比试验,看到的都是人工砂的短处或不习惯使用,人为限制了人工砂的发展。

  ③把破碎碎石过筛后的石屑(石粉)当成人工砂使用,影响砼或砂浆质量。

  2.2质量问题

  (1)非专业的制砂机顶替专业制砂机生产人工砂,造成粒型不好、针片状过多、无级配、粗颗粒或石粉含量偏大等毛病。

  (2)级配不完全合理,细度模数偏大或细颗粒含量偏少。为了把人工砂中的石粉含量当作天然砂中的含泥量指标来对待,专业制砂往往把人工砂中的细集料洗掉,一般都大于3.3.若石粉(细颗粒)减少,控制在7%之内,其细度模数就可以达到二区的优质中砂了﹙见表1﹚.实际上,干法生产的原状人工砂如果认真检测一下,石粉含量并不很高,只要大胆正确使用,就会取得很好的效果,实践已证明这一点。

  (3)真正机制砂生产出的石粉对砼是有益的。石粉也是小于75um的颗粒,它与天然砂中的泥成分不同,有适量石粉存在,弥补了人工砂配制和易性差的缺陷。同时,它的掺入对完善砼小于75um特细颗粒的级配(天然砂基本没有),提高砼密实性很有益处,实际上它可以起到粉煤灰的功效,改善砼和易性、减少水泥用量或提高砼强度等。所以,人工砂的除土不能过多的洗掉小于75um的颗粒。

  3、在公路工程中的应用

  人工砂在建筑工程上已得到广泛的应用,尤其是进入21世纪以来,在水电业中,有了成熟的成功应用经验。建设部行业标准《普通砼用砂质量标准及检验方法》,已酝酿将C30以下的砼石粉含量放宽到10%~20%.历史以来,公路工程由于线长面广、用砂量分散,砼用砂容易以天然砂解决来源,因此人工砂在公路工程中应用甚少。随着我国基础建设规模的不断增大,尤其是高速公路建设的迅速发展,天然砂资源越来越紧缺,河道的采砂有的已经危及到了城市的安危,在很多地区已经制定了限制河道采砂的地方性法规文件或规章制度,因此近年来人工砂已经开始应用于各等级公路工程中。

责任编辑:cj
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