人工沙的發展前景

    人工洗沙是**細集料 是今后大力發展的新材料 本文討論了人工洗沙的優點開發現狀 質量標準 生產方法和市場前景
  
    所謂人工洗沙是指由新鮮巖石經機械破碎加工而成顆粒直徑0.155mm的產品 又經水洗 去除小于0.15mm的石粉及有害雜物而**的一種非常潔凈的沙石料隨著社會的發展和科技進步 水利 建筑 交通等行業都需要這種產品 用于修筑水利大壩 橋梁 電站 高層建筑 立交橋 水泥大管等 市場看好
1. 人工洗沙的優點
    人工洗沙是對自然沙而言它與自然沙相比 有以下區別和優點
    (1) 人工洗沙的材質優良 穩定人工洗沙是人為選定的原料 材質均一 穩定 礦物成分和化學成分與原料是一致的 沒有自然沙那樣復雜 沙粒清潔 無泥質和其他有害雜質 性能穩定
    (2) 粒度J配良好 一種人工洗沙一個細度模數 只對應一個J配 它的細度模數和單篩的篩余量成線性關系 只要通過測定 建立線性關系式 測一個單篩的篩余量 便可準確 快速地求出細度模數而一般自然沙一種細度模數 可以有多種J配
    (3) 細度模數可以人為的通過生產工藝來控制按用戶要求來組織生產這是自然沙所不能做到的
    (4) 人工洗沙如果是由石灰巖制成的粗骨料也是石灰巖碎石 則粗細骨料皆為同一種母巖 熱化學性能一致 能產生積J的化學反應 因此混凝土的性能指標比自然沙好 特別是大體積混凝土 這種效果更為明顯 用石灰石制成的人工洗沙與水泥同屬一種母巖 皆為鈣質材料 兼有鈣質混合材料的作用能顯著提高混凝土的早期強度
    (5) 人工洗沙具有新鮮表面 干凈無泥土 不含有機質 云母 硫酸鹽等有害雜質 因此與沙 漿的粘結力好 混凝土的抗壓 抗拉強度高 抗裂性能 耐久性好
    (6) 只要是成巖程度高的巖石例如石灰巖 白云巖 花崗巖 玄武巖 流紋巖 沙巖等 都可以作人工洗沙的原料 因此原料來源廣 便于就地取材
2. 人工洗沙的開發
    目前已經開發的人工沙有兩種一種是經過水洗的 質量好 稱人工洗沙 二是不經過水洗的人工沙 亦稱干沙 質量比較差 但仍比自然沙好 80年代用的比較多現在逐步被人工洗沙所替代 表1列出人工洗沙與部分自然沙的化學成分和物理性質從中可以對比出它們質量的差異人工洗沙經多年使用證明力學性能特別好 有一個工程 用自然沙拌制的混凝土 水灰比0.55水3泥用量313kg/m28d抗壓強度8.4MPa而用純石灰巖人工洗沙拌制的混凝土水泥用量300kg/,28d抗壓強度達到18.5MPa比自然沙混凝土強度提高2.2倍 而水泥還節省4.15%從這個實例便可看出 人工洗沙的優良性能以及為什么重點工程就要使用人工洗沙是有道理的
    人工洗沙 以石灰石為原料性能較好也更普遍 其次是**沙巖 在無石灰巖 白云巖和**沙
表1  人工洗沙與自然沙物化性能對比化學成分(%) 物理性質沙的種類
SiOAlO FeO CaOMgOSO LOI 細度模數 密度 松散容重 空隙率 吸水率 含泥量
2 2 3 2 3 3
石灰巖人工洗沙 0.820.390.1754.181.110.0142.542.52 2.71 1.62 40.000.72 1.2
玄武巖人工洗沙 52.3414.3215.038.514.540.023.92 2.67 2.69 1.60 46.1 0.81 1.2
花崗巖人工洗沙 78.6211.452.062.060.120.011.31 2.77 2.62 1.48 43.510.82
流紋巖人工洗沙 71.3912.304.501.681.060.452.01 2.72 2.67 1.54 42.320.92
凝灰巖人工洗沙 70.5514.283.521.400.340.500.90 2.17 2.66 1.53 42.180.91
白云巖人工洗沙 1.520.570.6727.6124.330.0445.122.64 2.32 1.64 42.550.77 1.2
沙巖人工洗沙 80.976.002.863.380.330.203.34 2.17 2.67 1.46 45.322.39 1.2
昆明宜良自然沙 79.886.004.491.981.520.024.29 2.24 2.65 1.58 40.402.389.42
昆明龍潭自然沙 96.181.072.260.250.060.040.02 1.86 2.67 1.30 51.300.801.17
巖的地區 玄武巖 花崗巖 流紋巖等也可以作人工洗沙的原料 表2是部分人工洗沙 水泥沙漿的力學對比試驗 從表2的試驗資料可以看出 人工洗沙比自然沙配制的水泥沙漿28d的抗壓強度提高24%60.8%抗拉強度提高40.9%70.5%
表2  人工洗沙與自然沙水泥沙漿力學性能對比試驗28d抗壓 28d抗壓 28d抗拉 28d抗拉沙的種類強度(MPa)強度比(%)強度(MPa)強度比(%
昆明宜良自然沙 8.26 100 0.88 100
石灰石人工洗沙 13.27 160.7 1.38 156.
玄武巖人工洗沙 10.90 132.0 1.24 140.
流紋巖人工洗沙 10.24 124 1.33 151.
沙巖人工洗沙 13.28 160.8 1.50 170.
3. 人工洗沙的質量標準
    不管用什么原料生產人工洗沙作為混凝土的細骨料 除就要達到自然沙的指標要求外 在生產中還要用細度模數 石粉含量和含泥量等3項指標 嚴格考核評價其質量好壞
    (1) 細度模數 細度模數是指各號篩上的累計篩余數百分數總和模數越大 表示洗沙越粗 反之越細 分類如下
    細度模數3.13.7為粗洗沙
    細度模數2.33.0為中洗沙
    細度模數1.62.2為細洗沙
    細度模數0.71.5為特細洗沙
    細度模數是衡量人工洗沙質量的一項重要指標也是混凝土配合比設計的重要參數對混凝土的技術性和經濟性有直接影響 實踐證明: 人工洗沙的**細度模數為2.62 每增加0.2洗沙的比表面積減少4cm/g大于2.77水泥用量增加1216kg/m; 小于2.59水泥用量增加1721kg/m
    (2) 石粉含量 石粉是指粒徑小于0.15mm的部分 它的含量較好控制在6%12%含量高 對混凝土的性能和水泥用量都有影響
    (3) 含泥量要求很嚴格 就要小于1.2%SO1%云母 2%只要原料選的好 這一條達標是不困難的
4. 人工洗沙的生產目前人工洗沙的生產工藝有3種
    (1) 二段破碎 二段篩分 一段制沙石料 粗破 中破 檢查篩分 制沙 分J篩分 人工沙和碎石 中外合資企業昆明齊躍沙石料有限公司采用本工藝 該公司選用的設備為瑞典SVEDALA公司的**產品 包括粗碎 中碎及巴馬克(BARMAC)制沙機共8臺套 1999年元旦投產日產沙1 500t年產45萬t 巴馬克制沙機的工作原理是根據 石打石 的方法來制取人工沙的 碎石由大變小由小變沙 工作原理非常巧妙 我國許多重點工程 如三峽工程都是用巴馬克制沙機生產人工沙 這種制沙機 制沙量只能達到40%其余的60%均為大小不一的碎石 通過篩分 把人工沙篩出 如果碎石有銷路 就按這種方法生產 如果想多出人工沙 碎石又要返回入巴馬克制沙機以達到多產人工沙的目的 用這種工藝生產的人工沙 粒形為立方體 園潤飽滿 強度好 很受用戶青睞
    (2) 一段破碎 二段篩分 一段制石料 粗碎 篩分 制沙 篩分 人工沙和碎石 本工藝應用比較廣泛 許多國內人工沙廠都采用本工藝 如長江三峽工程所用的人工洗沙 就是用這種工藝生產的 產品質量好
    (3) 二段破碎 二段篩分 棒磨制沙石料 粗碎 中碎或細碎 篩分 制沙 篩分
人工沙 本工藝多為中小企業所采用 這種工藝制沙用的是棒磨機 而不是巴馬克制沙機棒磨機有
2 100mm 3 600mm1 500mm 3 000mm
900mm 1 800mm400mm 600mm等數種規格
   細沙回收設備 價格較低 使用棒磨機要掌握好裝棒量 棒J配 進料量料漿濃度 進料粒徑和J配等制沙參數 在正常的生產過程中 裝棒量和棒J配是固定的 例如 2 100mm 3 600mm型的棒磨機裝棒量占機筒體積的40%45%棒J配為二J75mm的棒約占70% 100mm的棒占30%進料粒度 進料量與洗礦的細度模數呈正相關系 裝棒量 料漿濃度與洗沙細度模數呈負向關系進水量料漿濃度(%)= 100%進料量 進水量對于不同的原料 不同的棒磨機 進料量與料漿濃度和細度模數的關系可以通過試驗確定其相關
方程 用于指導生產 茲舉兩個例子
    a.原料石灰巖 棒磨機為 400mm600m進料量X與料漿濃度X和細度模數F的相關方程為:F=0.094 1+0.006 51X+0.017 01X    b.原料為石灰巖 棒磨機 900mm 1 800mmF=2.32+0.212 4X+0.295 7X-0.660 3X-0.01X式中: X 進料粒度模數 X 進料量(t/)  X 裝棒量(t)X 料漿濃度(%)
5. 市場前景
    隨著社會進步和科學技術的發展對混凝土強度的要求越來越高 高強度的混凝土就要使用高質量的沙石料 而且混凝土標號越高 對沙的要求越嚴 自然沙固有的缺點無法滿足其要求 于是能適應混凝土現代化要求能人為控制粒度 J配 材質的**人工洗沙 應運而生 我國2000年水泥產量53億多t 混凝土產量7億多m 每立方米混凝土需要沙石料1.3m由此可知 對人工洗沙的需求量是很大的 市場前景廣闊。
    目前我國的混凝土用沙是自然沙石與人工洗沙并存而且自然沙用量比人工洗沙用量大但隨著社會發展和科技進步，隨著自然沙資源的減少人工洗沙將以其優良的性能能適應混凝土現代化施工的要求粒度和J配能根據工程施工要求進行生產控制和調整而越來越受到市場的青睞國內外幾十年的工程實踐證明人工洗沙具有自然沙不能比擬的優點大量生產 使用是不可避免的趨勢。

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