贵州机制砂应用历程及成果

胡伟伟

（中国建材检验认证集团贵州有限公司，贵州 贵阳 550007）

砂石是混凝土的主要材料之一，占混凝土质量的70%～80%。高品质的砂石是高性能混凝土的前提条件和基础。

由于历史叫法习惯，贵州省一直称呼机制砂为山砂，为了和全国叫法统一，本文统称为机制砂。由于地质上的原因，尽管大小河流纵横贵州，但生成的河砂却非常少，且质量表现不良。“一五”计划期间，机制砂作为河砂的补充主要应用于C10以上混凝土和砂浆中。“二五”计划期间，由于“大跃进”开路，贵州省基建规模迅速扩大，混凝土用砂问题日益突出，据1958年贵州省建工厅的调查：将贵阳附近惠水、乌当的河砂全部用尽，也不能满足贵阳土建工程的需要。当时从省外大量运进河砂配制混凝土这一举措暴露出了新的问题—由于运力紧张，不能及时供货，运费高昂，倒运麻烦，浪费较多，使河砂成本倍增，以至于当时砂比米贵。1959年贵州省建科所、省建四公司科研室展开对机制砂的研究，1970年提出编制《山砂与山砂混凝土应用技术规程》，1973年试行，1978年正式实施。1979年7月由中国建筑工业出版社出版的《山砂混凝土》一书中对10年的研究工作和得出的结论进行了详细介绍，至今仍是全国唯一论述山砂混凝土的专著。1978年，这项研究成果获全国科技大会奖。1980年～1990年贵州机制砂混凝土向特种混凝土研究方向发展，1995年至今贵州省机制砂混凝土向高性能、超高泵送、高耐久性、低水泥用量等方向发展。

表1 贵州省机制砂研究及应用发展历程[1]

经过多年的实践和摸索，目前全国机制砂行业存在的普遍问题有以下几点：

1）观念上的保守。对于机制砂和机制砂混凝土的研究和认可度低，许多地区仍认为机制砂不可用或者性能远比不过河砂。三四十年前的贵州省一样对于机制砂感到陌生，不敢用、不愿用。可经过深入的研究发现，机制砂可用、好用，甚至在很多方面不弱于河砂。

2）相配套的设计、验收等标准规范不完善，很多机制砂、机制砂混凝土在应用中受到并非技术的限制。

3）机制砂、机制砂混凝土的配制技术弱，缺乏设计、生产、使用机制砂及机制砂混凝土的技术和经验。

4）机制砂石、机制砂混凝土企业规模小，产能落后，工艺落后，管理混乱，市场竞争混乱。大量的砂石场、混凝土企业无矿山，生产砂石的原料来源五花八门，质量无法控制，设备老旧、工艺落后，加之市场竞争混乱，无视质量，低价竞争，造成砂石和混凝土的质量无法保证。

在新的时代，中国建材检验认证集团贵州有限公司秉承贵州省机制砂多年的历史积淀，将机制砂混凝土应用推向了新的高度。公司已建成全国首创的高性能混凝土推广应用技术服务平台、预拌混凝土质量预警信息化服务平台、混凝土技能人才培养实验基地及生产实训基地，自主研发了成套混凝土制备及测试设备，参与制订多项国家、行业、地方及企业标准。可为混凝土企业提供涵盖选矿、绿色搅拌站设计、精品砂石制造、矿物掺和料和定制化外加剂生产、混凝土配合比优化设计、高水平生产管理人员培训等服务的混凝土品质提升整体解决方案，并已成功应用于遵义百旺建材有限公司、河北金泰成搅拌站及瑞邦砂石骨料公司。

目前提出商品混凝土搅拌站整体解决方案，每小时精品砂石产量可达600t,平均日产量达1万吨，平均能耗低于同类产品10%，可供生产C10～C100各强度等级的混凝土5000方。

目前可同时产出两砂两石，砂的底粉含量可调，采取收尘和降尘工艺，可做到生产无尘化，其收集的粉尘可以加工成石粉，作为混凝土矿物掺和料，做到矿石资源的100%利用、零排放。生产的碎石粒型基本成球形，无针片状。其布料采取智能自动布料系统，以保证砂石出料堆存的匀质性。砂石的含泥量、压碎值等各项指标均可满足GB/T 14685建设用卵石、碎石，GB/T 14684建设用砂中的Ⅰ类标准要求。

其配制的机制砂高性能混凝土平均水泥用量比贵州省行业水平低30～50kg/m3，C30高性能混凝土的水泥用量可控制在160～190kg/m3，粗骨料用量1000kg/m3以上，综合投料成本可控制在180/m3以下。保坍时间基本控制在2h，经调配可达到5～8h到达工地现场仍可泵送，目前已在河北金泰成搅拌站应用。3d强度可达到设计强度的50%，7d强度可达到70%～80%，28d强度达到设计强度的115%以上，56d强度达到设计强度的140%左右。28d收缩值可控制在0.005%～0.02%，C45以上混凝土56d电通量可控制在1500以内，C30～C45混凝土56d电通量可控制在4000以内。28d碳化深度可控制在1～2mm和250次冻融循环后性能基本无降低。

多年的研究和实际应用表明，机制砂混凝土在拌合物性能、力学性能、耐久性能都可达到高性能混凝土的要求。