探讨机制砂在预拌砂浆中的应用

长期以来，我国预拌砂浆所使用的主要集料都是天然砂，然而，随着土木工程建设的蓬勃发展和对工程质量的重视，建筑市场对天然砂的需求数量越来越大,质量上要求也越来越高，合格的天然砂资源却越来越少。由于天然砂资源日益短缺，价格上涨，一些地区出现了超量开采的现象，既破坏了环境，又危及到河势稳定和堤防安全。因而，探寻节能、降耗、环保的替代产品就显得十分迫切，机制砂采用机械破碎岩石生产，既可以节约自然资源，又完全符合当前可持续发展的战略要求，成为大势所趋。

　　机制砂是用岩石经除土开采、机械破碎、筛分而得，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，其形状多为立方体和棱角状。我国是多山的国家，岩石资源丰富，机制砂的生产可以就地取材，不仅减少了运输费用，而且成本也较天然砂低。据有关数据显示，河砂市场价为120元/吨左右（2019年11月参考国内大部分地区），而机制砂成本约为70元/吨，经济效益明显。

　　机制砂与河砂对比示意图

　　机制砂是由岩石破碎而成，在生产过程中不可避免的产生一定量的石粉，与天然砂中的泥粉不同，机制砂中适量的石粉存在可弥补预拌砂浆的和易性差和提高预拌砂浆的密实性，进而能提高预拌砂浆的综合性能作用。而机制砂颗粒表面粗糙、尖锐多棱角等基本特性，在一定程度上可以增强砂与水泥的粘结程度以及增加骨料间的嵌挤锁结力，改善硬化后砂浆的力学性能。另外，国内外大量关于机制砂的研究也证明了，机制砂在混凝土和砂浆中使用，能够完全满足技术性能指标的要求。

　　机制砂的质量仍需严格把关

　　机制砂的质量很大程度上取决于母岩的物理性能、加工工艺和机械设备等。目前，我国生产机制砂的主要原料也是石灰岩、白云岩、花岗岩、玄武岩等，其中以石灰岩最为居多，物理性能较差。

　　国内机制砂的生产主要有三种形式，一种是采用矿石专门生产机制砂或者开矿产石的同时生产机制砂，这多属于大型企业，年产砂石100万吨以上，质量较好;一种是在河道里用乱石生产机制砂，或配以少量天然砂生产混合砂，这多属于中型企业，年产砂石50万吨左右，质量好坏差别较大;再一种是利用各种尾矿生产的，其中主要是各地生产石灰石碎石后的石屑或石粉，经过简单筛分和加工后直接利用，质量好坏差别同样较大。

　　机制砂的生产设备按照破碎原理可分为：颚式、圆锥式、棒磨式、旋回式、锤式、旋盘式、反击式、对辊式和冲击式等。按照最终产品颗粒形状优劣度进行排序：棒磨式、锤式和冲击式优于反击式、圆锥式和旋盘式，其中，颚式、辊式和旋回式最差，但前者生产成本较高。

　　因而，为了生产出优质的满足工程需要的机制砂，我们需要合理选择岩石的岩性，生产出颗粒形状、级配符合要求的机制砂，另外还要根据所需机制砂的等级，合理选择生产设备。

　　据悉，目前机制砂在预拌砂浆中的应用研究还较少，故我国建筑业对天然砂还存在较强的依赖性，很多重要结构工程对机制砂的使用也存在限制条件，但是，机制砂作为新型建筑用砂，为资源综合利用开创了全新的空间，意义深远。