西安建筑市場上的用砂主要來源于河道沖刷形成的河砂，以及老舊河道開挖的地下旱砂資源。根據《陜西省河道采砂管理辦法》規定，渭河干流每年6月1日至9月30日為河道采砂禁采期，并且從2011年陜西省委省政府啟動了渭河全線綜合整治，導致西安周邊河砂資源緊缺，因此，老舊河道的旱砂成為近幾年西安城區東北部建筑用砂來源之一[1]。但是，目前旱砂在預拌混凝土中使用還存在較多的問題：含泥量高、泥塊含量高、與外加劑適應性差、以及新拌混凝土經時損失大，這些因素嚴重制約著旱砂的應用。試驗研究了旱砂加工技術，并利用加工處理的旱砂配制了普通強度等級混凝土，為旱砂的規模應用于商品混凝土和后續研究工作打下了基礎。
1 試驗原材料及方案
1.1 試驗原材料
水泥為銅川聲威有限公司生產的P.O42.5水泥；粉煤灰為渭南電廠生產的Ⅱ級灰，篩余是15.2%，燒失量為3.7%；礦粉為陜西德龍有限公司生產的S95級粒化高爐礦渣粉，比表面積為420m2/kg；石子為渭河生產的5-31.5mm卵石；外加劑為大連西卡建筑材料公司生產的聚羧酸型外加劑；砂為西安北郊開發的旱砂；水為普通自來水。
1.2 試驗方案
分析試驗用旱砂性能，通過砂篩加工處理及試驗配合比制備混凝土性能檢測最終確定合適的旱砂加工工藝。
2 旱砂性能檢測與分析
試驗選取了西安北郊附近的多處旱砂，進行了相關物理性能檢測，其檢測結果見表1。由試驗檢測數據可以看出，旱砂的細度模數較小，其含泥量尤其是泥塊含量已遠遠超出了《建設用砂》（GB/T14684-2012）的規定[2]。并且在具體試驗中發現旱砂含有較多碎磚塊、生活垃圾等雜物，因此，要利用旱砂必須經過加工處理，降低含泥量及泥塊含量，除去雜物。
3 旱砂加工及配制混凝土研究
3.1 實驗室加工旱砂制備混凝土研究
試驗將旱砂用4.75mm、9.5mm、16.0mm篩過篩與未過篩旱砂分別制備了C30強度等級的混凝土，并對新拌混凝土及經時混凝土工作性能進行了檢測，其檢測結果如表2所示。
從表2列述的試驗結果來看，過4.75mm篩的效果最好，可最大程度篩除泥塊，降低泥塊含量，降低了外加劑摻量，制備的新拌混凝土及經時工作狀態良好。隨著篩孔的增大，外加劑摻量呈增加趨勢，混凝土和易性等工作狀態不良。從可以看出，旱砂的泥塊大部分集中在9.5mm以上，據此可以將設計搖篩機篩網的最小尺寸設定在9.5mm。
3.2 設計振動篩砂機加工旱砂工藝
根據試驗研究的旱砂加工工藝，確定了篩砂機的加工工藝方法，委托寶雞華為礦山機械有限公司制作了震擊式篩砂機一套，設計為三層篩網式篩砂機。其具體設計方案及試驗測試結果如表3所示，設計的搖篩機加工效果如圖1所示。
經過設計篩網與篩砂試驗比對，最終確定了設計方案，三層篩網尺寸分別為45mm、25mm、12mm。通過現場實際過篩試驗，每小時可篩100m3砂，可以滿足生產需求，而且經檢測過篩后的旱砂基本符合建設用砂的標準要求，泥塊含量降低到3.0%左右。其制備的混凝土經時損失較小，能夠滿足長距離運輸及泵送要求。
因此，西北地區旱砂具有含泥量及泥塊含量高的特征，將其應用在商品混凝土大大增加了外加劑的摻量，且制備的新拌混凝土及經時混凝土工作狀態較差，難以滿足工程需求。利用設計的振動式搖篩機可以篩除泥塊及雜物，制備工作性能良好的混凝土。
旱砂應用于商品混凝土中的研究充分利用了地區資源優勢，緩解了建設用普通河砂的緊缺局勢，減少了河砂的過度開采，有利于河道的管制和生態建設，具有重要社會意義。
參考文獻
[1] 陜西省人民政府，陜西省河道采砂管理辦法[Z]. 2012-2-22.
[2] GB/T 14684,建設用砂[S].2011.
（歐陽孟學 中建商品混凝土西安有限公司）
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編輯：金哲
