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混凝土的發(fā)展已有100多年的歷史,廣泛用于工業(yè)與民用建筑、道路與橋梁、海工與大壩、原子能與軍事等工程中,如今已成為世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣、用量最大、幾乎隨處可見的建筑材料。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,工程建設(shè)量的與日劇增,混凝土用量急劇增加。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2008年全國混凝土使用總量突破50億m3,混凝土中砂的用量將達(dá)35億m3。隨著我國“十二五”經(jīng)濟(jì)建設(shè)的展開,國家加大了對公路,高速鐵路和機(jī)場等等基礎(chǔ)設(shè)施的興建和改擴(kuò)建工程的投入,這使得混凝土需求會更大。
砂是混凝土的重要組成成分之一,約占混凝土質(zhì)量的三分之一;炷劣昧康脑黾觿荼貙ι暗男枨罅恳苍絹碓酱。
混凝土用砂主要有兩大類:天然砂和人工砂,工程中常用的河砂、湖砂、山砂以及淡化海砂等均屬于天然砂,機(jī)制砂和混合砂等均屬于人工砂。
(1)天然砂
天然砂在現(xiàn)行的《建筑用砂》中的定義是: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,但不包括軟質(zhì)巖風(fēng)化巖石的顆粒!督ㄖ蒙啊沸抻喚庉嫿M在最新的征求意見稿中已對其定義進(jìn)行了簡化,改為“自然形成的”,即凡是在自然條件下形成的砂均是天然砂,這樣就包括了天然砂的所有種類,更為科學(xué)合理。
伴隨著混凝土的誕生,天然砂一直被用于混凝土,其應(yīng)用時間最長,應(yīng)用經(jīng)驗豐富,相關(guān)的設(shè)計和施工規(guī)范比較健全,工程技術(shù)人員對其較為熟悉。但是天然砂在短時期內(nèi)是能不再生的資源,供需矛盾增加了更好天然砂供應(yīng)市場的競爭,導(dǎo)致天然砂資源相對缺乏地區(qū)的更好天然砂的價格攀升,供需矛盾愈加嚴(yán)重,甚至出現(xiàn)了無天然砂可用的狀況。
此外,因石油價格持續(xù)增長,運輸費用較高,天然砂不適宜長距離運輸。同時,天然砂的大量開采,破壞了有限的耕地資源,采砂河道的自然風(fēng)貌,而且會危及防洪堤壩的安全。因此,國務(wù)院和各地人民政府相繼采取了一系列的規(guī)定,用以控制和限制天然砂的開采。
(2)人工砂
機(jī)制砂是由機(jī)械破碎、篩分制成的,粒徑小于4.75mm的巖石顆粒(不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒),混合砂是由機(jī)制砂和天然砂混合制成的砂,人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱。
為了保護(hù)生態(tài)平衡,國家明文禁止擅自開挖天然砂(清理河道除外)。天然砂供量大大跟不上需求。因此,機(jī)制砂的開發(fā)就十分迫切地提到議事日程上來了。鑒于機(jī)制砂是巖石爆破后,經(jīng)機(jī)械破碎或河道卵石經(jīng)破碎并篩分而成的,其強(qiáng)度等性能都較天然砂優(yōu)越。因而采用資源相對豐富的機(jī)制砂替代天然砂配制混凝土勢在必行。