2013公路监理师考点:利用隧道弃渣加工人工砂

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　　利用隧道弃渣加工人工砂的探讨

　　人工砂的名称，各地叫法不一，如上海叫碎石砂，广东叫石粉，贵州叫山砂等。2002年2月1日实施新的国家砂石标准《建筑用砂》 (GB/T14684-2001)将砂按产源分为天然砂、人工砂两类。天然砂(natural sand)指由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75mm的岩石颗粒，包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。人工砂(manufactured sand)指经除土处理的机制砂、混合砂的统称，包括机制砂、混合砂。机制砂指由机械破碎、筛分制成、粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒;混合砂指由机制砂和天然砂混合制成的砂。

　　3.1 人工砂应用的历史

　　美国、英国、日本等国家使用人工砂有几十年的历史，如80年代日本的天然集料与人工集料的比例，大约为0.9：1;90年代则降为0.5：1。在我国，它可以说是一种传统材料在快速发展的建筑市场中崛起的新材料，人工砂在缺少天然砂的地区已经普及应用，有的还制订了地方法规。从20世纪60年代起，我国一些建筑工程因环境条件所限，开始以石材为原料进行机制砂加工和应用研究;到了70年代，贵州省已大规模使用机制砂，并制订了地方标准;之后，云南、河南也出台了人工砂地方标准和使用规程，如《云南省人工砂技术标准及应用规程》;20世纪90年代以来，京、津、沪、渝等地都有了人工砂生产线，生产、使用也带动了人工砂的研究。2001年重庆地区机制砂配制混凝土应用研究获重庆市科技进步三等奖，2002年北京出台了《人工砂应用技术规程》，上海出台了《机制砂在混凝土中应用技术规程》。人工砂已被列入新的国家砂石标准中《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，并经国家质量技术监督总局批准，于 2002年2月1日实施。

　　3.2 人工砂在其它领域应用实例

　　贵州乌江渡水库大坝工程全部采用了自己生产的人工砂350万m3;天津西斯尔混凝土工业有限公司已生产人工砂127万吨，生产商品混凝土180 m3，并成功地用于北水南调工程的西河闸工程;浙江湖州新开元碎石限公司已生产人工砂100余万吨，用人工砂配制的高强度泵送混凝土成功地应用于上海市贸滨江花园、徐汇苑等工程。长江三峡工程坝区缺少天然砂，如在河床中采挖天然砂，既破坏了长江河势、运输距离达100Km以上，而决定采用人工砂的方案，二期工程需生产人工砂910万m3，三期工程需生产人工砂261万m3。内昆、株六复线等铁路建设中也有人工砂使用的报道。郑州市河砂资源相对缺乏，而石灰石资源较为丰富。大力推广人工砂可以变废为宝、保护环境，同时也能够增加地方财政收入，有利于资源合理利用及郑州市建材业的可持续发展。郑州市建委下发通知，要求郑州市大力推广人工砂，有关部门、单位不得为人工砂的推广设置障碍。北京市矿业协会、北京市混凝土协会向北京市国土资源和房屋管理局提出了推广应用人工砂的建议。可以说，作为混凝土和砂浆等基本材料之一的建筑用砂，人工砂应用已经积累了成功经验是不争的事实。

　　3.3 人工砂的质量

　　新的国家砂石标准采用或参照了国际通用的相关条款内容及试验方法，使之与国际接轨。例如新标准中，天然砂中粒径小于75μm的颗粒含量，称为含泥量，人工砂中粒径小于75μm的颗粒含量称为石粉含量，而用亚甲蓝MB值判定人工砂中粒径小于75μm颗粒含量主要是泥土还是与被加工母岩化学成分相同的石粉。有些生产厂家用水洗法去掉石粉是一个误区，把泥土含量与石粉含量泥淆，从大量试验看，从C10到C60泥凝土，石粉起到了增大强度及改善和易性的作用，这在低标号砼表现更突出。人工砂被列入规范，标志着对人工砂有了新的认识，发展人工砂条件已经成熟。实践证明人工砂的物理性能、混凝土力学性能、水泥用量及抗渗、抗冻和耐久性能等指标均优于天然砂。

　　3.4 人工砂的价格

　　全国各地人工砂价格差异较大，一是因为砂石生产采用的技术、工艺、流程不同形成的，二是砂石资源会储量和分布不均造成销售价不样。例如，三峡工程成品砂单价45.55元/吨(汽车运距12Km)。河南省辉县市由鹅卵石经机械粉碎、水洗等加工后形成的砂每吨成本价50元，销售价每吨60元。2001年，中国砂石协会通过对11个地区17个企业价格的收集与分析，天然中粗砂价格在25元/吨左右，但公路用砂由于运距较远(几十公里，上百公里)，运输条件较差，运输费用决定了天然砂的价格。因此对于公路用砂，就地加工人工砂往往较天然砂便宜。

施工组织：房建，市政，道桥，水利，岩土，隧道

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