人工沙的发展前景

    人工洗沙是**细集料 是今后大力发展的新材料 本文讨论了人工洗沙的优点开发现状 质量标准 生产方法和市场前景
  
    所谓人工洗沙是指由新鲜岩石经机械破碎加工而成颗粒直径0.155mm的产品 又经水洗 去除小于0.15mm的石粉及有害杂物而**的一种非常洁净的沙石料随着社会的发展和科技进步 水利 建筑 交通等行业都需要这种产品 用于修筑水利大坝 桥梁 电站 高层建筑 立交桥 水泥大管等 市场看好
1. 人工洗沙的优点
    人工洗沙是对自然沙而言它与自然沙相比 有以下区别和优点
    (1) 人工洗沙的材质优良 稳定人工洗沙是人为选定的原料 材质均一 稳定 矿物成分和化学成分与原料是一致的 没有自然沙那样复杂 沙粒清洁 无泥质和其他有害杂质 性能稳定
    (2) 粒度J配良好 一种人工洗沙一个细度模数 只对应一个J配 它的细度模数和单筛的筛余量成线性关系 只要通过测定 建立线性关系式 测一个单筛的筛余量 便可准确 快速地求出细度模数而一般自然沙一种细度模数 可以有多种J配
    (3) 细度模数可以人为的通过生产工艺来控制按用户要求来组织生产这是自然沙所不能做到的
    (4) 人工洗沙如果是由石灰岩制成的粗骨料也是石灰岩碎石 则粗细骨料皆为同一种母岩 热化学性能一致 能产生积J的化学反应 因此混凝土的性能指标比自然沙好 特别是大体积混凝土 这种效果更为明显 用石灰石制成的人工洗沙与水泥同属一种母岩 皆为钙质材料 兼有钙质混合材料的作用能显著提高混凝土的早期强度
    (5) 人工洗沙具有新鲜表面 干净无泥土 不含有机质 云母 硫酸盐等有害杂质 因此与沙 浆的粘结力好 混凝土的抗压 抗拉强度高 抗裂性能 耐久性好
    (6) 只要是成岩程度高的岩石例如石灰岩 白云岩 花岗岩 玄武岩 流纹岩 沙岩等 都可以作人工洗沙的原料 因此原料来源广 便于就地取材
2. 人工洗沙的开发
    目前已经开发的人工沙有两种一种是经过水洗的 质量好 称人工洗沙 二是不经过水洗的人工沙 亦称干沙 质量比较差 但仍比自然沙好 80年代用的比较多现在逐步被人工洗沙所替代 表1列出人工洗沙与部分自然沙的化学成分和物理性质从中可以对比出它们质量的差异人工洗沙经多年使用证明力学性能特别好 有一个工程 用自然沙拌制的混凝土 水灰比0.55水3泥用量313kg/m28d抗压强度8.4MPa而用纯石灰岩人工洗沙拌制的混凝土水泥用量300kg/,28d抗压强度达到18.5MPa比自然沙混凝土强度提高2.2倍 而水泥还节省4.15%从这个实例便可看出 人工洗沙的优良性能以及为什么重点工程就要使用人工洗沙是有道理的
    人工洗沙 以石灰石为原料性能较好也更普遍 其次是**沙岩 在无石灰岩 白云岩和**沙
表1  人工洗沙与自然沙物化性能对比化学成分(%) 物理性质沙的种类
SiOAlO FeO CaOMgOSO LOI 细度模数 密度 松散容重 空隙率 吸水率 含泥量
2 2 3 2 3 3
石灰岩人工洗沙 0.820.390.1754.181.110.0142.542.52 2.71 1.62 40.000.72 1.2
玄武岩人工洗沙 52.3414.3215.038.514.540.023.92 2.67 2.69 1.60 46.1 0.81 1.2
花岗岩人工洗沙 78.6211.452.062.060.120.011.31 2.77 2.62 1.48 43.510.82
流纹岩人工洗沙 71.3912.304.501.681.060.452.01 2.72 2.67 1.54 42.320.92
凝灰岩人工洗沙 70.5514.283.521.400.340.500.90 2.17 2.66 1.53 42.180.91
白云岩人工洗沙 1.520.570.6727.6124.330.0445.122.64 2.32 1.64 42.550.77 1.2
沙岩人工洗沙 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
昆明龙潭自然沙 96.181.072.260.250.060.040.02 1.86 2.67 1.30 51.300.801.17
岩的地区 玄武岩 花岗岩 流纹岩等也可以作人工洗沙的原料 表2是部分人工洗沙 水泥沙浆的力学对比试验 从表2的试验资料可以看出 人工洗沙比自然沙配制的水泥沙浆28d的抗压强度提高24%60.8%抗拉强度提高40.9%70.5%
表2  人工洗沙与自然沙水泥沙浆力学性能对比试验28d抗压 28d抗压 28d抗拉 28d抗拉沙的种类强度(MPa)强度比(%)强度(MPa)强度比(%
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.
玄武岩人工洗沙 10.90 132.0 1.24 140.
流纹岩人工洗沙 10.24 124 1.33 151.
沙岩人工洗沙 13.28 160.8 1.50 170.
3. 人工洗沙的质量标准
    不管用什么原料生产人工洗沙作为混凝土的细骨料 除就要达到自然沙的指标要求外 在生产中还要用细度模数 石粉含量和含泥量等3项指标 严格考核评价其质量好坏
    (1) 细度模数 细度模数是指各号筛上的累计筛余数百分数总和模数越大 表示洗沙越粗 反之越细 分类如下
    细度模数3.13.7为粗洗沙
    细度模数2.33.0为中洗沙
    细度模数1.62.2为细洗沙
    细度模数0.71.5为特细洗沙
    细度模数是衡量人工洗沙质量的一项重要指标也是混凝土配合比设计的重要参数对混凝土的技术性和经济性有直接影响 实践证明: 人工洗沙的**细度模数为2.62 每增加0.2洗沙的比表面积减少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 石粉是指粒径小于0.15mm的部分 它的含量较好控制在6%12%含量高 对混凝土的性能和水泥用量都有影响
    (3) 含泥量要求很严格 就要小于1.2%SO1%云母 2%只要原料选的好 这一条达标是不困难的
4. 人工洗沙的生产目前人工洗沙的生产工艺有3种
    (1) 二段破碎 二段筛分 一段制沙石料 粗破 中破 检查筛分 制沙 分J筛分 人工沙和碎石 中外合资企业昆明齐跃沙石料有限公司采用本工艺 该公司选用的设备为瑞典SVEDALA公司的**产品 包括粗碎 中碎及巴马克(BARMAC)制沙机共8台套 1999年元旦投产日产沙1 500t年产45万t 巴马克制沙机的工作原理是根据 石打石 的方法来制取人工沙的 碎石由大变小由小变沙 工作原理非常巧妙 我国许多重点工程 如三峡工程都是用巴马克制沙机生产人工沙 这种制沙机 制沙量只能达到40%其余的60%均为大小不一的碎石 通过筛分 把人工沙筛出 如果碎石有销路 就按这种方法生产 如果想多出人工沙 碎石又要返回入巴马克制沙机以达到多产人工沙的目的 用这种工艺生产的人工沙 粒形为立方体 园润饱满 强度好 很受用户青睐
    (2) 一段破碎 二段筛分 一段制石料 粗碎 筛分 制沙 筛分 人工沙和碎石 本工艺应用比较广泛 许多国内人工沙厂都采用本工艺 如长江三峡工程所用的人工洗沙 就是用这种工艺生产的 产品质量好
    (3) 二段破碎 二段筛分 棒磨制沙石料 粗碎 中碎或细碎 筛分 制沙 筛分
人工沙 本工艺多为中小企业所采用 这种工艺制沙用的是棒磨机 而不是巴马克制沙机棒磨机有
2 100mm 3 600mm1 500mm 3 000mm
900mm 1 800mm400mm 600mm等数种规格
   细沙回收设备 价格较低 使用棒磨机要掌握好装棒量 棒J配 进料量料浆浓度 进料粒径和J配等制沙参数 在正常的生产过程中 装棒量和棒J配是固定的 例如 2 100mm 3 600mm型的棒磨机装棒量占机筒体积的40%45%棒J配为二J75mm的棒约占70% 100mm的棒占30%进料粒度 进料量与洗矿的细度模数呈正相关系 装棒量 料浆浓度与洗沙细度模数呈负向关系进水量料浆浓度(%)= 100%进料量 进水量对于不同的原料 不同的棒磨机 进料量与料浆浓度和细度模数的关系可以通过试验确定其相关
方程 用于指导生产 兹举两个例子
    a.原料石灰岩 棒磨机为 400mm600m进料量X与料浆浓度X和细度模数F的相关方程为:F=0.094 1+0.006 51X+0.017 01X    b.原料为石灰岩 棒磨机 900mm 1 800mmF=2.32+0.212 4X+0.295 7X-0.660 3X-0.01X式中: X 进料粒度模数 X 进料量(t/)  X 装棒量(t)X 料浆浓度(%)
5. 市场前景
    随着社会进步和科学技术的发展对混凝土强度的要求越来越高 高强度的混凝土就要使用高质量的沙石料 而且混凝土标号越高 对沙的要求越严 自然沙固有的缺点无法满足其要求 于是能适应混凝土现代化要求能人为控制粒度 J配 材质的**人工洗沙 应运而生 我国2000年水泥产量53亿多t 混凝土产量7亿多m 每立方米混凝土需要沙石料1.3m由此可知 对人工洗沙的需求量是很大的 市场前景广阔。
    目前我国的混凝土用沙是自然沙石与人工洗沙并存而且自然沙用量比人工洗沙用量大但随着社会发展和科技进步，随着自然沙资源的减少人工洗沙将以其优良的性能能适应混凝土现代化施工的要求粒度和J配能根据工程施工要求进行生产控制和调整而越来越受到市场的青睐国内外几十年的工程实践证明人工洗沙具有自然沙不能比拟的优点大量生产 使用是不可避免的趋势。

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