2013公路監(jiān)理師考點:利用隧道棄渣加工人工砂

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　　利用隧道棄渣加工人工砂的探討

　　人工砂的名稱，各地叫法不一，如上海叫碎石砂，廣東叫石粉，貴州叫山砂等。2002年2月1日實施新的國家砂石標(biāo)準(zhǔn)《建筑用砂》 (GB/T14684-2001)將砂按產(chǎn)源分為天然砂、人工砂兩類。天然砂(natural sand)指由自然風(fēng)化、水流搬運和分選、堆積形成的、粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒。人工砂(manufactured sand)指經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱，包括機(jī)制砂、混合砂。機(jī)制砂指由機(jī)械破碎、篩分制成、粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒;混合砂指由機(jī)制砂和天然砂混合制成的砂。

　　3.1 人工砂應(yīng)用的歷史

　　美國、英國、日本等國家使用人工砂有幾十年的歷史，如80年代日本的天然集料與人工集料的比例，大約為0.9：1;90年代則降為0.5：1。在我國，它可以說是一種傳統(tǒng)材料在快速發(fā)展的建筑市場中崛起的新材料，人工砂在缺少天然砂的地區(qū)已經(jīng)普及應(yīng)用，有的還制訂了地方法規(guī)。從20世紀(jì)60年代起，我國一些建筑工程因環(huán)境條件所限，開始以石材為原料進(jìn)行機(jī)制砂加工和應(yīng)用研究;到了70年代，貴州省已大規(guī)模使用機(jī)制砂，并制訂了地方標(biāo)準(zhǔn);之后，云南、河南也出臺了人工砂地方標(biāo)準(zhǔn)和使用規(guī)程，如《云南省人工砂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用規(guī)程》;20世紀(jì)90年代以來，京、津、滬、渝等地都有了人工砂生產(chǎn)線，生產(chǎn)、使用也帶動了人工砂的研究。2001年重慶地區(qū)機(jī)制砂配制混凝土應(yīng)用研究獲重慶市科技進(jìn)步三等獎，2002年北京出臺了《人工砂應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，上海出臺了《機(jī)制砂在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》。人工砂已被列入新的國家砂石標(biāo)準(zhǔn)中《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，并經(jīng)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局批準(zhǔn)，于 2002年2月1日實施。

　　3.2 人工砂在其它領(lǐng)域應(yīng)用實例

　　貴州烏江渡水庫大壩工程全部采用了自己生產(chǎn)的人工砂350萬m3;天津西斯?fàn)柣炷凉I(yè)有限公司已生產(chǎn)人工砂127萬噸，生產(chǎn)商品混凝土180 m3，并成功地用于北水南調(diào)工程的西河閘工程;浙江湖州新開元碎石限公司已生產(chǎn)人工砂100余萬噸，用人工砂配制的高強度泵送混凝土成功地應(yīng)用于上海市貿(mào)濱江花園、徐匯苑等工程。長江三峽工程壩區(qū)缺少天然砂，如在河床中采挖天然砂，既破壞了長江河勢、運輸距離達(dá)100Km以上，而決定采用人工砂的方案，二期工程需生產(chǎn)人工砂910萬m3，三期工程需生產(chǎn)人工砂261萬m3。內(nèi)昆、株六復(fù)線等鐵路建設(shè)中也有人工砂使用的報道。鄭州市河砂資源相對缺乏，而石灰石資源較為豐富。大力推廣人工砂可以變廢為寶、保護(hù)環(huán)境，同時也能夠增加地方財政收入，有利于資源合理利用及鄭州市建材業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鄭州市建委下發(fā)通知，要求鄭州市大力推廣人工砂，有關(guān)部門、單位不得為人工砂的推廣設(shè)置障礙。北京市礦業(yè)協(xié)會、北京市混凝土協(xié)會向北京市國土資源和房屋管理局提出了推廣應(yīng)用人工砂的建議。可以說，作為混凝土和砂漿等基本材料之一的建筑用砂，人工砂應(yīng)用已經(jīng)積累了成功經(jīng)驗是不爭的事實。

　　3.3 人工砂的質(zhì)量

　　新的國家砂石標(biāo)準(zhǔn)采用或參照了國際通用的相關(guān)條款內(nèi)容及試驗方法，使之與國際接軌。例如新標(biāo)準(zhǔn)中，天然砂中粒徑小于75μm的顆粒含量，稱為含泥量，人工砂中粒徑小于75μm的顆粒含量稱為石粉含量，而用亞甲藍(lán)MB值判定人工砂中粒徑小于75μm顆粒含量主要是泥土還是與被加工母巖化學(xué)成分相同的石粉。有些生產(chǎn)廠家用水洗法去掉石粉是一個誤區(qū)，把泥土含量與石粉含量泥淆，從大量試驗看，從C10到C60泥凝土，石粉起到了增大強度及改善和易性的作用，這在低標(biāo)號砼表現(xiàn)更突出。人工砂被列入規(guī)范，標(biāo)志著對人工砂有了新的認(rèn)識，發(fā)展人工砂條件已經(jīng)成熟。實踐證明人工砂的物理性能、混凝土力學(xué)性能、水泥用量及抗?jié)B、抗凍和耐久性能等指標(biāo)均優(yōu)于天然砂。

　　3.4 人工砂的價格

　　全國各地人工砂價格差異較大，一是因為砂石生產(chǎn)采用的技術(shù)、工藝、流程不同形成的，二是砂石資源會儲量和分布不均造成銷售價不樣。例如，三峽工程成品砂單價45.55元/噸(汽車運距12Km)。河南省輝縣市由鵝卵石經(jīng)機(jī)械粉碎、水洗等加工后形成的砂每噸成本價50元，銷售價每噸60元。2001年，中國砂石協(xié)會通過對11個地區(qū)17個企業(yè)價格的收集與分析，天然中粗砂價格在25元/噸左右，但公路用砂由于運距較遠(yuǎn)(幾十公里，上百公里)，運輸條件較差，運輸費用決定了天然砂的價格。因此對于公路用砂，就地加工人工砂往往較天然砂便宜。

施工組織：房建，市政，道橋，水利，巖土，隧道

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