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我国人工砂生产与使用现状

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我国人工砂生产与使用现状
　　据来自中国砂石协会的信息表明，近年来我国砂石业整体保持稳定发展势头，天然砂石的开采、使用得到控制，人工(或机制)砂石逐步进入市场。人工砂应用市场的扩大也表明我国砂石业整体水平在提高。
　　自上个世纪90年代人工砂开始研究使用，至今不少地方已有了一定数量的专业人工砂生产线，但业者及相关企业常存有一些疑愿，希望得到解释与指导。近年来，人工砂专家陈家珑一直致力于这方面的研究，针对人工砂石业的问题提出了自己的观点，他系统地回答了各地砂石业发展中出现的问题，同时提出了解决的途径。前不久他著有“我国人工砂发展的若千问题探讨”一文。我们将此文作了一些压缩，分成了“我国人工砂生产与使用现状”、“当前人工砂存在的问题与解决途径”及“人工砂标准、研发与市场谈”几篇连载，提供给我国砂石业者及相关行业人士，敬请留意。
　　在2002年2月1日起实施的国标GB/T14684-2001《建筑用砂》中，首次增加了人工砂种类，确定了人工砂的定义、技术要求和检验方法，规定了凡经除土处理的机制砂、混合砂都统称为人工砂。提出了混合砂要执行人工砂的技术标准和亚甲蓝试验方法，为解决河道挖砂的废石处理找到了出路，为合理利用石粉打下了技术基础，同时，保证了人工砂的质量。这为人工砂的发展开创了新的局面。
　　在已有的工程实践中，用人工砂已配制出了从C10～C70的普通混凝土和泵送混凝土，泵送最大高度达400米;配制出跨度达64米的预应力混凝土粱。在试验室设计强度Cl00的人工砂混凝土90天实际强度达到155兆帕。人工砂已开始应用在混凝土结构、砂浆和制品中，上海最高的建筑经贸大厦使用的就是人工砂混凝土。
　　但是，如同其他新事物一样，人工砂目前的发展极不平衡，仍有很大的阻力。这里的原因是多方面的，有人们认识的原因，有人工砂企业自身的原因，有技术限制的原因，有宣传不足的原因，有行业习惯的原因，有标准不协调的原因，有管理的原因，但根本还是资源的原因。
　　以北京为例，近几年每年建设用砂石均在6400万吨左右。过去，主要以天然砂石为主。随着对环境保护的越来越重视和举办绿色奥运的行动床现，北京市政府于2001 年开始逐步关停了北京市范围内的砂石场，并于2003年5月底全部完成。由于天然砂资源彻底取消，人工砂才得以迅速发展。目前，北京市除盗采的是天然砂外，其余多数是人工砂。其中，采自本市矿山的砂石约2000万吨，周边约4500万吨。
　　事实上，早在19%年，北京建筑工程学院与北京市城建一公司合作，就在甘家口危改小区4号楼住宅工程上应用了三河的石屑人工砂;北京市建工集团三建也曾把三河的石屑人工砂应用在森德散热器厂工业建筑和其他道桥等工程上，使用面积近万平方米，不仅在当时取得了良好的经济效益，而且，目前工程质量良好。但为什么一直没有推广开，主要阻力来自习惯势力的影响，源自对人工砂的认识不正确和没有标准，人工砂由于其颗粒级配、粒形和颜色都与天然砂有明显的不同，大多数的使用单位还不接受人工砂，只要有天然砂存在，人们还是习惯用天然砂。
　　目前国内人工砂生产主要有3种形式，一种是开矿产石的同时专门生产人工砂，这多属于大型企业(即年产砂石100万吨以上)，质量较好，数量有几百家;一种是在河道里用卵石生产机制砂，或配以少量天然砂生产混合砂，这多属于中型企业(即年产砂石50万吨左右)，质量有好有差，差别较大，数量也在几百家左右;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，经过简单再加工和筛分，或直接利用，这多属于小型企业(即年产砂石30万吨以下，甚至几万吨)，质量有好有差，差别很大，数量达近万家。
　　在使用行业的分布上，以水电行业对人工砂的生产和使用最为成熟，但要求也相对高一些，基本是自产自用，多为大中型生产线，我国最大的三峡工程、黄河小浪底工程均使用人工砂配制混凝土。交通公路、铁路和建筑则处于起步阶段，产品由社会提供，大中小型生产线都有。在地域分布上，除贵州省和香港人工砂的生产与应用已完全普及外，人工砂的生产与使用多集中在特大和大城市及其周边地区。如北京、上海、天津、重庆均为使用核心，以其周边地区为生产区。北京、上海、重庆都已出台人工砂应用技术规程地方标准，天津也正在制定。以上海为例，浙江的湖州地区已成为上海主要的砂石骨料的供应基地，据不完全统计，该地区共有砂石生产企业200多家，总产量在5000万吨以上，其中，年产200吨以上的企业已有十几家，最大达500万吨。由于砂石生产的连带性和考虑到人工砂的生产成本，人工砂的产量一般在砂石总产量的20%-40%之间浮动，也有部分达50%-80%，个别达100%的情况。
　　目前建筑业在人工砂的使用上又分以下几种情况：
　　国标允许使用人工砂了，但大多数的人还是容易接受由鹅卵石破碎的机制砂或与天然砂混用的人工砂(即混合砂)，这是因为这样的人工砂外观与天然砂无明显差别，多数人还认为就是天然砂，使用上按天然砂控制，推广较容易，但由于在配制混凝土时还按天然砂的方法设计，没有抓住人工砂的特点，多数混凝土搅拌站也未能感到人工砂的优点。
　　使用由石灰岩类(包括其尾矿)生产的人工砂就比较困难，因为，其外观与天然砂明显不同，特别是干法生产原状人工砂(只要石粉含量在10%左右时)看上去就像都是石头粉(或土)一样，使人心生疑虑，不敢使用。实际上，如果检测一下，石粉含量并不很高，只要大胆正确使用，就能取得很好的效果。但就是由于传统的习惯，此种人工砂目前推广不畅，有时，施工应用部门愿用，但监理和甲方却不允许。为了迎合用户的习惯，有些人工砂生产厂把干法生产原状人工砂再洗一遍，这样的人工砂看上去是比天然细砂好多了，但这一洗，使人工砂的级配变化了，人工砂中有利的石粉洗走了，只剩下了人工砂的缺陷，造成配制的混凝土易性差，特别在低标号或低水泥用量混凝土中表现非常明显，给人工砂的推广应用带来阻力。同时，又造成资源的浪费和宝贵的水源消耗，增加了新的污染。针对这种人工砂混凝土易性差的问题，有些企业掺人一些天然细砂混用，如果掺入的比例合适，混后的砂级配合理，配制出的混凝土比天然砂要强一些，但实际上在低强度等级混凝土和砂浆的配制上，仍不如用不洗的人工砂，既成本低，又效果好。在这方面，各地都有一些成熟的经验和应用，只是尚不普遍。这里，洗走石粉还有一个标准不协调的原因。因为，建筑业执行的是行业标准JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》，该标准目前尚在修订中，还没有人工砂的类别，含泥量(即小于75μm特细颗粒，石粉也是小于75μm的颗粒)只能按5%以下控制，为了达到这个要求，企业不得已而为之。
　　而有些自己有混凝土搅拌站的人工砂生产企业，积极探索人工砂的使用，就取得了很好的效果。例如，北京恒坤混凝土有限公司和北京恒坤拓峰采石有限公司采用干法生产石灰石机制人工砂，在一年多的时间里累计生产商品混凝土40多万方，多数使用纯人工砂，石粉含量应用范围达8%-15%，应用于各种工程，取得了很好的效益。
　　首钢迁安矿山公司领导对尾矿人工砂应用高度重视，以深人的研究和科学的数据为依据，从解决人们的认识问题人手，以样板工程为说服力，推动了尾矿人工砂的应用，目前，其年产约150万吨的尾矿人工砂石已全部应用于其改造工程中。
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