机制砂技术标准的发展现状及应用探讨.docx

砂是混凝土的主要组分之一，其品质对混凝土拌合物的工作性及硬化混凝土的物理力学性能和耐久性均有重要的影响。过去我国使用的砂石骨料基本都是直接从河道、矿山采集而来的天然砂，多年的开采使得天然砂石资源枯竭。随着我国生态文明建设的不断推进，资源环境约束和管控日益增强，供需矛盾愈发突出，砂石价格也不断上涨，同时对环境保护的要求提高和建设工程需求量持续增加，机制砂石逐渐替代天然砂石弥补市场需求己势在必行。1、机制砂的主要性能机制砂的制砂原料通常用花岗岩、玄武岩、河卵石、鹅卵石、安山岩、流纹岩、辉绿岩、闪长岩、砂岩、石灰岩等品种。以母岩符合技术要求的岩石、卵石及工程开挖料为原料，经除土处理，由机械破碎、筛分、整形制成的粒径小于4.75mm且粒形和级配满足要求的颗粒成为机制砂。砂的颗粒级配是指砂子大小颗粒的搭配比例。如果是同样粗细的砂，其之间的空隙更大；两种粒径的砂搭配起来，颗粒之间的空隙就有所减少；3种粒径的砂搭配，颗粒之间的空隙更小.机制砂的规格按细度模数(Mx)主要分为粗砂、中砂，粗砂的细度模数为3.73.1,平均粒径为O.5mm以上；中砂的细度模数为3.02.3,平均粒径为O.50.35mm。细度模数越大，表示砂越机；细度模数越小，表示砂越细。2、机制砂技术标准的发展演变2019年11月4日，工信部、国家发改委等十部门发布了关于推进机制砂石行业高质量发展的若干意见，机制砂是工业化的产品，产品质量稳定，是砂石产业未来发展方向，各级政府和行业正在大力推广应用。意见要求，统筹协调布局，建立国内合理的机制砂石供应体系。根据京津冀及周边、长三角、珠三角等重要城市群，以及中西部建设需要，合理投放砂石资源采矿权。拓展砂石来源，规范砂石资源管理，鼓励利用废石以及铁、铝、钿钛等矿山的尾矿生产机制砂石，节约天然资源，促进产业集聚。2023年5月27日，交通部运输部办公厅下发关于提高公路工程机制砂应用水平的通知,为深入贯彻落实绿色发展理念，推动和规范机制砂在公路工程中的应用，各地可结合实际情况在应用过程中制定实施细则，不断加强机制砂生产与应用过程中的质量管控，确保机制砂质量。综合考虑所在区域、母岩情况、应用方向等因素，选择机制砂母岩强度、石粉含量、机制砂粒形、累计筛余等技术指标以及试验检测方法。2.1 国家及建设标准发布2001年颁布GB/T14684-2001建筑用砂，明确了机制砂的标准，并于2011年进行了修订，目前该标准正在重新修订中；2011年4月22日发布JGJ/T2412011人工砂混凝土应用技术规程；2014年12月24日发布JC/T22992014机制砂石生产技术规程；2016年8月18日发布GB511862016机制砂石骨料工厂设计规范；2019年发布JGT568-2019高性能混凝土用骨料。国家层面积极开展机制砂混凝土相关技术的研究，并取得了一系列成果，可以指导应用于工程实践之中。2.2 公路行业及地方标准发布贵州省因其地区特点，是公路行业、地方标准系列发布标准最早也是最多的地区，取得了丰硕的应用成果。2007年12月发布DBJ52-55-2008贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规程，2015年该标准更新修订为DBJ52/T055-2015贵州省高速公路机制砂高性能混凝土技术规程；2010年9月6日发布DB24/016-2010贵州省山砂混凝土技术规程。重庆市2004年2月10日发布DB50/5030-2004机制砂-混合砂混凝土应用技术规程；2012年11月1日发布DBJ50/T-150-2012混凝土用机制砂质量及检验方法标准；2014年四川省编制DB51/T1995-2015机制砂桥梁高性能混凝土技术规程；以上地区机制砂应用较早且标准配套比较完善。2009年12月21日山东省DB37T1392-2009公路工程水泥混凝土机制砂技术标准标准发布；2011年湖南省“机制砂混凝土在公路工程中的应用研究”项目通过评审；2013年7月26日广东省交通运输厅关于我省公路项目水泥混凝土使用机制砂的指导意见粤交基（2013）898号文件发布;2017年6月1日GDJTG/TB01-2017广东省公路工程机制砂水泥混凝土应用技术规范标准发布。各地成果不一而足，极大地推动了机制砂在地方公路工程中的应用。2017年以来各地政府积极推行机制砂各项政策及标准。浙江省推广“机制砂海工混凝土配制及耐久性成套技术”；广西省发布DB45/T1621-2017机制砂及机制砂混凝土应用技术规范；陕西省发布DBJ61/T137-2017机制砂生产与应用技术规程；2017年3月17日湖南省发布DB43/T1287-2017公路工程机制砂混凝土应用技术规程；2018年10月31日甘肃省发布DB62/T29172018机制砂混凝土应用技术规程；2019年4月23日河北省发布DB12（J）/T304-2019机制砂应用技术标准；2019年江西省发布工业与民用建筑机制砂生产与应用技术规程等。2.3 铁路行业标准及管理文件近几年铁路行业纷纷出台系列管理文件，提出有关机制砂应用于铁路工程项目的具体要求，极大地推动了机制砂在铁路工程中的应用。2017年12月7日沪昆安质（2017）206号文件沪昆客专贵州公司铁路建设项目骨料加工（冲洗）场管理办法实施；2018年7月10日深建指工发（2018）23号文件关于印发深圳工程建设指挥部赣深铁路工程机制砂生产应用管理办法（试行）的通知；2018年10月21日张吉怀指函（2018）258号文件张吉怀指挥部关于机制砂管理的办法实施；2023年5月15日杭黄工函（2023）8号文件铁路项目工程机制砂生产应用管理办法（暂行）实施。中国铁路总公司企业标准铁路机制砂应用技术规程即将发布实施，受高速铁路分布范围广、河砂资源分布不均以及河砂限采政策的影响，我国铁路建设面临严峻的河砂资源短缺局面。采用机制砂取代河砂制备混凝土，是缓解这一局面的有效措施。为确保铁路工程混凝土结构质量，必须对机制砂生产过程进行严格科学的规定。规程涵盖了机制砂生产的全过程，即机制砂生产厂（场）规划与布置、生产工艺流程、生产设备选型、生产质量控制、生产厂（场）验收和环境保护与水土保持。3、现行标准对机制砂性能的要求3.1 国家及行业标准机制砂性能对比选取国家标准、建设部标准、铁路标准、公路标准进行对比分析机制砂各项性能指标，具体指标见表1。表1国家及行业标准机制砂性能对比性能指标铁路混鬟土工程施工质哈收标准建筑用砂公路桥涵施工技术规范普通混出土用砂、石质及检验方法标准璇校级配区Ii区|区1区I2区|3区IKIHE|区I区|Iiiz|区9.5mm以上有要求9.5mm以上无要求9.5mm以上无要求9.5<nm以上无要求云母含/%0.511.0;11<2.0;I类W2.0I类WI.0；I1<2.0;I类W2.02.0轻物质含量/%<0.5«1.01.0«1.0有机物比色法合格比色法合格比色法合格比色法合格，对比试验抗压强度比M0.95破化物及馥酸盐/%«0.50.5«1.0<1.0氯化物/%0.02I类W0.01；I1类WOQ2;类Wo.06I类<0.01；膜<0.02;类VoQ6钢筋混凝土WO.O6Bi应力混凝±WO.O2泥块含/%«0.5IftO;I1类W1.0；I类W2.0I类W0.5;I1类W1.0;I$<2.0>C600.5;C30-C551.0;C25<s2.0石酚含/%亚甲歌MB<1.4MB<0.5;W15410I类<£5.0;I1类曜7.0；1ft10.0>C60-5.0:C30C55s7.0;<C25*10.0;MB0.5-1.4;mC50W5;C30-C457;<C3010石粉含量/%亚甲芭N1.4>C50-2;C30-C453;<C3O5谶1.0;I1<3.0;I类W5.0I类W2Q;I1类W3.0;类W5.0>C602.0;C30-C553.0sC255.0坚S1性/%8I类W8;I1类W8;I类W1OI类W8;I1类W8;类WIO特殊W8,其他WIO压碎值/%<251ft<20;I1ft«25;类W30I类<20；M类<25;1<30<30碱含集料反应<0.30%<0.10%<0.10%碱含w3kgm'3.2 地方标准机制砂性能对比选取贵州省、四川省、广东省、湖南省4个不同地区地方标准进行对比分析机制砂各项性能指标，具体指标见表2。表2地方标准机制砂性能对比性能指标贵州省高速公路机制砂高强灌及土技术规程四川省地方标准机制砂拼梁高性能混温土技术规程广东省公路工程机制砂水泥混赛士应用技术规范湖南省公路工程机制砂混发土应用技术短程籁粒级配1区I2区3区I区ImsI1区1区2KI3区区|ns|I区9.5mm以上有要求9.5mm以上有要求9.5mm以上有要求9.5mm以上无要求云母含/%«2.0I类<1.0;I1类<2.0;类2.0I类W1.O;H类W2.0;类W2.0I类W1.0；I1类W2.0;I类W2.0轻物质含/%«1.0<1.0«1.0<1.0有机物比色法合格比色法合格比色法合格比色法合格成化物及较酸盐/%«1.0<0.5<0.5<1.0氟化物/%-I类<0.01;I1类<0.02;类<0.06I类W0.01；I1类W0.02;10.06I类W0.01;I1类W0.02;类W0.06泥块含/%ft0.5;I1类W0.5;11.0IftO;I1ft«1.0;I类W2.0Ift<0.5;Nft<1.0;类2.0I类W0.5;111.0;I类2.0石粉含/%亚甲蓝MB<1.4I类W7；IIftCIO;I类场12I类W5;17;I类WIoWIOOMB<1.0I类W7；H类W1O;I类W15MB1.01.4I类W5;I1类W7;类W1O石粉含/%受甲蓝1.4I类W4;M类W5；美£7I类&1；I1类W3;类W5I类w2.0;I1类W3.0;I类W5.0I类w2.0;M类W3.0;类W5.0坚固性/%W8-I类W6；I1类W8；类W1O1ft<8;Hft<8;类G1O压碎值/%25I类<20;I1类<25;类<30I类W20；H类W25;I类W30I-<20：I1类<25;类30碱含集料反应<0.10%<0.10%<0.10%<0.10%3.3 机制砂中石粉含量的应用探讨机制砂与河砂最明显的区别在于含有石粉，石粉是机制砂材料特性中最关键的性能参数。石粉是指机制砂中粒径小于75m的颗粒含量，由于机制砂生产工艺的特点，机制砂中泥粉与石粉是混合的，并且较低泥含量就对混凝土的和易性、强度及耐久性方面产生比石粉更大的影响。一直以来机制砂的含泥量是通过检测亚甲蓝值（MB值）来进行评价和衡量的，MB值是确定机制砂中是否存在膨胀性粘土矿物（泥粉）并确定其