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【摘要】本文從監(jiān)管和控制措施方面、市場價格差及混凝土成本壓力方面、加工工藝和加工設(shè)備選擇方面、母巖種類和質(zhì)量因素等方面分析了劣質(zhì)機制砂的產(chǎn)生環(huán)節(jié)、危害，并提供案例分析。
關(guān)鍵詞：
劣質(zhì)、機制砂、危害、案例。
1概述
但近年來的河砂質(zhì)量也存在諸多問題：
砂是構(gòu)成混凝土骨架體系的重要材料之一，對混凝土的工作性能、力學(xué)性能、耐久性能及長期性能起著非常重要的作用，以前我們主要用活水砂(flowing water sand，指主流沖刷下的天然河砂)，活水砂經(jīng)過多年水流沖刷大浪淘沙后，留下來的都是精華，優(yōu)點多，如顆粒飽滿圓滑、強度高、含泥量少、雜質(zhì)含量少、不吸水不吸附外加劑等，缺點是各項指標(biāo)完全依賴于先天條件形成，不適宜后天花大力氣進行深加工。目前湖南省的五大天然砂采區(qū)采挖的是沙洲砂(sand bar，指河流、湖泊、水庫中由水流、波浪作用堆積而成的泥沙質(zhì)小島)和深埋砂(deep sand，指河道水流以下隔著一層一定厚度土層結(jié)構(gòu)以下的砂卵石層，當(dāng)前采區(qū)土層厚度在10余米至30余米不等)。
天然砂石開采逐漸被限制，機制砂石應(yīng)用越來越多，
2017年以來受環(huán)保壓力的影響，機制砂石作為加工產(chǎn)品按理說其質(zhì)量是可以滿足要求的，一是制度缺失，機制砂的質(zhì)量管理與控制沒有引起足夠重視，連最基本的生產(chǎn)控制、出廠檢驗等環(huán)節(jié)都沒有;二是目前貨源緊張價格翻番的情況下，基于成本壓力，攪拌站在選擇、采購機制砂時主要考慮的是價格，而不是品質(zhì);三是加工工藝和加工設(shè)備因素，大多數(shù)礦山企業(yè)和設(shè)備廠家不能根據(jù)巖石的巖性特征、解理面狀況、強度和硬度等特性來進行工藝設(shè)計和設(shè)備組合選型;四是母巖品種和質(zhì)量的影響，巖石在大自然的造巖運動中形成，母巖的發(fā)育程度和風(fēng)化程度千差萬別，并不是所有的巖石都適合做骨料，特別做機制砂，母巖質(zhì)量是影響機制砂石質(zhì)量的最根本原因。
2產(chǎn)生劣質(zhì)機制砂的原因
2.1監(jiān)管制度、控制手段缺失
職能部門沒有將機制砂石作為工業(yè)產(chǎn)品，對產(chǎn)品質(zhì)量缺乏監(jiān)管。砂石礦山企業(yè)和加工企業(yè)沒有質(zhì)量控制理念、制度、工序、抽樣、檢驗等手段，砂石礦山的采礦權(quán)證、安全、環(huán)保、林業(yè)等有人嚴(yán)管，唯獨質(zhì)量沒人管，可以說99%以上的砂石開采和加工企業(yè)沒有設(shè)立技術(shù)部或試驗室。
2.2價格因素的影響
有混凝土企業(yè)通過“雜燴砂”將混凝土成本最多降幅達到40元/m³，因此“雜燴砂”的市場動力很大。
在當(dāng)前天然砂石奇缺價高，正品機制砂石供應(yīng)青黃不接的情況下，在砂石資源缺乏但需求量大的區(qū)域，大多數(shù)攪拌站在以“雜燴砂”的形式進行混凝土生產(chǎn)，而“雜燴砂”的組成則相當(dāng)混亂，通常由能夠采購到的各種形態(tài)的砂狀物以注重節(jié)約成本的形式雜燴組成，通過這種大雜燴，混凝土成本僅砂這一項就可節(jié)約大量成本，
2018-2019年天然砂與機制砂的價差大約在60元/噸左右，每方混凝土用砂量按800kg計，用天然砂比用機制砂的混凝土成本高出48元/m³，
砂石貴1元，混凝土成本漲2元，質(zhì)量好的砂價格自然高些，卻爭不過價格低的雜燴砂。一個地區(qū)預(yù)拌砼量是固定的，基本上是低成本競爭態(tài)勢，形成好砂用不起，雜燴砂盛行的局面。這48元/m³的差價，除了部分指定用天然砂的重點工程能消化部分成本外，其余都得由攪拌站自己買單，在本來就利薄的混凝土行業(yè)，攪拌站根本就承受不起，因此，天然砂可以說是有價無市。
2.3加工工藝和加工設(shè)備選型的影響
應(yīng)根據(jù)母巖特性先定工藝，再根據(jù)工藝路線選設(shè)備，關(guān)鍵還要解決機制砂的“在線監(jiān)測”問題，只有在線監(jiān)測這一關(guān)攻克了，才能實現(xiàn)全自動生產(chǎn)工藝流程。
由工藝來定設(shè)備，還是由設(shè)備來定工藝，這個一直有爭議。我認(rèn)為
采用變頻破碎和多級篩分技術(shù)，可以得到任意級配曲線的機制砂;通過工藝調(diào)整可使級配曲線長期穩(wěn)定;礦物晶體受力后沿一定方向破裂并產(chǎn)生光滑平面的性質(zhì)稱為解理;巖石在自然條件下形成的裂紋或裂縫稱為節(jié)理;巖體受力或因變質(zhì)作用產(chǎn)生并沿著一定方向大致成平行排列的致密的裂隙或面狀構(gòu)造稱為劈理;由于應(yīng)力作用下的機械破壞使巖體喪失其連續(xù)性和完整性稱為斷裂，斷裂包括裂隙、節(jié)理和斷層等;在巖石形成過程中產(chǎn)生的，由物質(zhì)成分、顆粒大小、顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的差異而表現(xiàn)出的巖石成層構(gòu)造稱為層理。
工藝設(shè)計和設(shè)備選型對機制砂的質(zhì)量非常重要。
不同巖石有不同的解理面，巖石受力首先沿解理面破裂，同種巖石采用不同破碎方式的針片狀含量不同;石料做扁易做圓難;2.5—10mm的骨料很難破碎做細(xì)(超細(xì)碎)，俗稱“鉆石王老五”，因此，
2.4母巖品種和質(zhì)量的影響
機制砂石看似簡單，但因其母巖具有復(fù)雜的微觀巖相結(jié)構(gòu)、發(fā)育程度與風(fēng)化程度有差別、雜質(zhì)含量等的不確定性，使其變得不再簡單。
主要表現(xiàn)在：不完全惰性、強吸附性、有害雜質(zhì)成分復(fù)雜等。
2.4.1母巖質(zhì)量基本檢測項
①母巖質(zhì)量指標(biāo)：
飽和極限抗壓強度，自由吸水率，彈性模量、膨脹性，凍融循環(huán)強度/質(zhì)量損失率，有害物質(zhì)含量，安定性(堿活性/氧化活性)，放射性。
②母巖加工性能指標(biāo)：
(軋制性能試驗)核算產(chǎn)率、能耗、磨耗、顆粒級配、粒形、針片狀顆粒含量、石粉含量等。
③混凝土性能試配：
機制砂混凝土性能試驗(工作性能、力學(xué)性能、耐久性能、勻質(zhì)性能)。
2.4.2涉及重要指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)改進建議
涉及工民建的建設(shè)用砂標(biāo)準(zhǔn)GB/T14684、GB/T14685、JGJ52等，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前砂石質(zhì)量控制要求，主要體現(xiàn)在：標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)較寬泛、指標(biāo)參數(shù)有缺項、檢測設(shè)備不夠精準(zhǔn)。
粒型：
理想粒型是球體或立方體，骨料顆粒中存在很多不規(guī)則顆粒(不園不正)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是針片狀含量，檢測方法是手工比對，而針狀和片狀只是骨料顆粒中非常極端的不規(guī)則形狀，還有更多表現(xiàn)不極端的不規(guī)則顆粒，因此針片狀含量指標(biāo)有點以偏概全。英國標(biāo)準(zhǔn)BS812規(guī)定了棱角系數(shù)可以借鑒。
石粉含量
(吸附性指標(biāo))：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定0.075mm以下的石粉視為含泥，實際上0.15mm以下的石粉含量一般含量很高，且對混凝土性能影響很大，配合比設(shè)計中，0.075mm以下的可以作膠凝材料用內(nèi)摻法，0.15mm以下的可以作填充料用外摻法。
吸水性：
因大多數(shù)巖石本身不飽水、存在加工裂隙、或多或少含粘土成分，導(dǎo)致機制砂石吸水率偏大，因此，有必要規(guī)定需水量比。
堅固性
(壓碎值、硫酸鈉溶液5次循環(huán)質(zhì)量損失率)：國標(biāo)與行標(biāo)對機制砂的壓碎值規(guī)定有差別，國標(biāo)取單級最大壓碎指標(biāo)，行標(biāo)取加權(quán)平均壓碎指標(biāo)。
有害雜質(zhì)：
云母、輕物質(zhì)、硫化物及硫酸鹽、有機物。
軟弱顆粒含量：
軟弱顆粒指在147-333N的靜壓力下能壓碎的顆粒，或其硬度低于洛氏硬度為B65-B75的銅棒刻出痕紋者。主要由原巖巖層中的軟弱夾層、次生膠結(jié)的巖脈(鈣質(zhì)或硅質(zhì))等組成，在開采作業(yè)中不可能分離這些原巖的軟弱成分，它們一起進入機械盤絲洞加工作業(yè)中。構(gòu)成軟弱顆粒的組成部分。軟弱顆粒不僅導(dǎo)致混凝土強度損失，而且是混凝土耐久性的缺陷空間。當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)沒有此指標(biāo)要求。
骨料的安定性指標(biāo)：
鋼渣骨料、過燒石灰顆粒、膨脹性粘土礦物、氧化活性骨料、堿活性骨料等導(dǎo)致骨料存在安定性不良問題，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定。
分計篩余級配曲線：
比老的累計篩余級配曲線直觀，有利于實現(xiàn)在線監(jiān)控。
2.4.3 母巖品種
巖石大致可以分為三大類：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。
由于地球內(nèi)部高溫液態(tài)物質(zhì)冷卻和結(jié)晶而形成的巖石稱為巖漿巖，也叫火成巖，常見的巖漿巖品種有花崗巖、橄欖巖、玄武巖、安山巖、流紋巖;由各種不同的沉積物所形成的巖石稱為沉積巖，也叫水成巖，常見的沉積巖有礫巖、砂巖、粉砂巖、碳酸鹽巖、碎屑巖;由于巖漿中沉積巖在高溫或高壓影響下，地球內(nèi)部產(chǎn)生劇烈變化所生成的巖石稱為變質(zhì)巖，常見的變質(zhì)巖有板巖類、千枚巖類、片巖類、片麻巖類、長英質(zhì)粒巖類、石英巖類、斜長角閃巖類、麻粒巖類、鐵鎂質(zhì)暗色巖類、榴輝巖類、大理巖類、矽卡巖類、角巖類、動力變質(zhì)巖類、氣液變質(zhì)巖類、混合巖類等。
機制砂對混凝土性能的影響大多體現(xiàn)在：
需水量高、對外加劑吸附性強使外加劑用量增加甚至失效、堅固性差、含軟弱顆粒、含膨脹性粘土礦物、含氧化活性礦物(如黃鐵礦、磁黃鐵礦等)、含堿活性骨料、含泥土及雜質(zhì)等方面。機制砂的這些特性直接影響混凝土的工作性能、力學(xué)性能和耐久性能。堅固性差、軟弱顆粒多、膨脹性粘土礦物和活性礦物等對混凝土的影響甚至是致命的。
2.4.4 吸水性和對外加劑的吸附性：
大多數(shù)巖石本身不是常年處在飽水狀態(tài)環(huán)境中，加工成機制砂后，由于比表面積增大、顆粒存在加工裂縫，且或多或少存在粘土成分，吸水率大的超過機制砂質(zhì)量的5%(相當(dāng)于每方混凝土中砂的吸水量達到約40kg)，對外加劑吸附性大的能達到機制砂質(zhì)量的1.5-2.0%(相當(dāng)于每方混凝土中砂對外加劑的吸附量達到約12-16kg)。
2.4.5 堅固性差和含軟弱顆粒：
巖石中的風(fēng)化現(xiàn)象無處不在，只是風(fēng)化程度不同而已。強風(fēng)化的硬質(zhì)巖，甚至未風(fēng)化~微風(fēng)化的頁巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖等都存在堅固性差和含軟弱顆粒多等現(xiàn)象，在硬化混凝土中這些軟弱顆粒可能被雨水或潮濕空氣溶蝕，留下縫隙孔洞，同時大量的軟弱顆粒若富集一處，容易引起應(yīng)力集中，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。
2.4.6 膨脹性粘土礦物：
如蒙脫石、斑脫石、高嶺土等風(fēng)化礦物成分，吸水后體積膨脹幾倍到幾十倍，使硬化混凝土脹裂、剝離、脫落，破壞混凝土結(jié)構(gòu)。
2.4.7 黃鐵礦、磁黃鐵礦等活性礦物：
兩者都是鐵的硫化物，當(dāng)硫化鐵暴露在水和氧氣中時，常溫下硫化鐵不會氧化，但其中若含有不穩(wěn)定態(tài)硫化亞鐵(一般而言，對于天然黃鐵礦，硫與鐵在化合過程中有可能偏離理想狀態(tài)，硫偏離理想狀態(tài)的量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))通常在1.93%以下，相當(dāng)于FeS2變?yōu)镕eS2-x,x≤0.07)，這種不穩(wěn)定態(tài)硫化亞鐵在有空氣的潮濕環(huán)境中，會逐步氧化形成硫酸亞鐵，二價鐵具有強還原性，能被繼續(xù)氧化形成硫酸鐵礦物，在堿性環(huán)境中硫酸鐵水解為氫氧化鐵，在干燥環(huán)境下，氫氧化鐵失水形成三氧化二鐵(鐵銹)，體積膨脹。
若用含黃鐵礦或磁黃鐵礦(其中含不穩(wěn)定態(tài)硫化亞鐵)的母巖制作骨料，當(dāng)水和空氣(氧氣)通過裂縫和孔洞進入混凝土中時，在混凝土的堿性環(huán)境中，骨料中的硫化亞鐵就會被氧化，生成氫氧化鐵，在環(huán)境干燥時，氫氧化鐵失水形成三氧化二鐵，體積膨脹4倍，使混凝土鼓包、爆裂、脫落，并在混凝土表面留下難看的色斑，硫化亞鐵在混凝土中的氧化反應(yīng)須滿足四個條件：溫度、濕度、空氣、約束，當(dāng)切斷其中1-2個條件氧化反應(yīng)終止。這四個條件也是黃鐵礦骨料混凝土鼓包修補的依據(jù)。
2.5不適合做機制砂的巖石種類
見表1和表2。
表1 按強度分類適合和不適合做機制砂的巖石種類
注：表1中巖石強度分類來自GB/T50266，但實際操作中強度值30MPa要適當(dāng)提高。
表2 按硬度分類適合和不適合做機制砂的巖石種類
3劣質(zhì)機制砂的幾種類別
3.1 嚴(yán)重風(fēng)化類：
巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現(xiàn)破碎、酥松及礦物成分次生變化的現(xiàn)象，稱為風(fēng)化，一般有物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化三類。這里指強風(fēng)化后的硬質(zhì)巖石生產(chǎn)的機制砂，這種砂堅固性差、需水量大、與水泥漿體的粘結(jié)性差，生產(chǎn)的混凝土各項性能指標(biāo)差。
3.2 粘土礦物類：
組成粘土巖和土壤的主要礦物，是一些含鋁、鎂等為主的硅酸鹽礦物，一般具有層狀結(jié)構(gòu)，具有吸水性和離子交換性。對機制砂危害較大的幾類粘土礦物主要有：蒙脫石、斑脫石、高嶺石等。
3.2.1 蒙脫石：
由顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的層狀礦物，也稱膠嶺石、微晶高嶺石，由火山凝結(jié)巖等火成巖在堿性環(huán)境中風(fēng)化蝕變而成，是膨潤土的主要組成部分，白色，有時微帶紅色或綠色。吸水性很強，吸水后體積膨脹幾倍至十幾倍，具有很強的吸附性和陽離子交換性能。
3.2.2 斑脫石：
別名膨潤土、膨土巖。一種以蒙脫石為主要成分的細(xì)粒粘土，含少量長石、石英、貝得石、方解石及火山碎屑粉。具有強吸水性，吸水后體積膨脹10-30倍。
3.2.3 高嶺石：
一種含羥基的硅酸鋁礦物，以極微小的微晶或隱晶存在的致密塊狀。高嶺石是長石和云母等鋁硅酸鹽的低溫?zé)嵋何g變和次生風(fēng)化的產(chǎn)物，常見于巖漿巖和變質(zhì)巖的風(fēng)化殼中，具極完全解理，干燥時具吸水性，但不膨脹。
3.3 含有害雜質(zhì)類：
包括有機物、頁巖、石膏、氧化鐵、煤、輕物質(zhì)顆粒、軟弱顆粒、云母、硫化物及硫酸鹽、氯離子等，這類雜質(zhì)對混凝土強度和耐久性極其不利。如有機物大多是植物腐爛的產(chǎn)物，能使混凝土早期強度大幅度降低;頁巖抗風(fēng)化能力弱，最經(jīng)不起凍融循環(huán)破壞;骨料中的石膏有潛在硫酸鹽侵蝕及TSA侵蝕;氧化鐵雜質(zhì)若露在混凝土表面會留下難看的色斑;煤質(zhì)顆粒的吸附性大沒有強度，溶蝕后會留下孔洞;輕物質(zhì)顆粒包括植物根莖、植物纖維等，若存在混凝土表面會留下孔洞色斑;軟弱顆粒會導(dǎo)致混凝土破碎、強度下降、耐久性下降、耐磨性下降，還可能在攪拌中破碎，增加用水量。
3.4 含活性物質(zhì)類：
鋼渣骨料中的游離氧化鈣、游離氧化鎂；
廢棄石灰場的廢渣中的過燒石灰顆粒;黃鐵礦和磁黃鐵礦(硫化亞鐵)、堿活性骨料等，這些活性成分會在混凝土硬化后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成物體積膨脹對混凝土造成破壞。
3.5 含泥量超標(biāo)類：
即使采用濕法（水洗）生產(chǎn)，機制砂含泥量、泥塊含量一樣超標(biāo)。
母巖生成帶覆蓋土過厚、夾層土豐富，巖石不成整塊，分散在土壤中，采礦就像土中選石，這樣的巖層最適合做水穩(wěn)層，泥及泥塊能降低混凝土和易性、對混凝土的抗壓、抗裂、抗折、抗?jié)B、抗凍、彈性模量、收縮等都有影響，混凝土強度越高影響越大，泥塊溶蝕后會在硬化混凝土表面留下鱗狀孔洞影響耐久性，攪拌過程中泥塊破碎增加用水量。
3.6 不規(guī)則粒型類：
破碎工藝和設(shè)備選型不合理，一般小型礦山簡單采用粗破和細(xì)破兩級破碎工藝，沒有設(shè)計整形工序，如鄂破+圓錐破，這個二級破碎工藝組合對多數(shù)巖石種類生產(chǎn)的砂石產(chǎn)品不規(guī)則顆粒多。精品機制砂生產(chǎn)一般至少采用粗破+細(xì)破+超細(xì)破(整形)三級破碎工藝，加多級篩分工藝。破碎工藝和設(shè)備的組合形式應(yīng)根據(jù)巖石的特性、解理、強度、硬度等來選配。
3.7 級配斷檔類：
砂中的顆粒粒徑分布不均勻不連續(xù)，呈“兩頭多中間少”狀態(tài)，如石屑、某些篩分不徹底的天然砂、不經(jīng)過破碎篩分加工的山砂、濕法生產(chǎn)水洗過程中將0.315mm以下顆粒沖洗掉了，只留下0.315以上部分的機制砂等，這種級配斷檔型砂配制的混凝土和易性不好，容易離析，且通常砂率會很高，必須加入部分特細(xì)砂或調(diào)整摻合料粉料用量以彌補砂中的細(xì)顆粒斷檔空隙。
3.8 母巖放射性超標(biāo)類。
4低品質(zhì)天然砂
沙洲砂和深埋砂的缺點是含泥量高、泥塊含量高、雜質(zhì)多、級配差、砂石比例失調(diào)等，
自2019年下半年起，湖南省逐步放開河道天然砂石開采，年采挖指標(biāo)約8000萬噸，當(dāng)前開放的五大采區(qū)采挖的基本上都是沙洲砂和深埋砂。某些采區(qū)砂含量低到不足20%，絕大多數(shù)是卵石，其中6-9(cm)坨占30-40%，必須經(jīng)過再加工才能作骨料。
當(dāng)前天然砂開采存在的問題：
市場競爭趨烈、價格及稅票不統(tǒng)一、中轉(zhuǎn)過駁設(shè)點過少且不合理、船艙核載計量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、吸挖篩分沖洗工藝與沙洲砂和深埋砂的砂卵石層構(gòu)造特點不相適應(yīng)、資源費沒有明確定價、地方保護過閘不通暢、沒有質(zhì)量過程控制和出廠檢驗手段、超深吸挖(土層30米+采砂層30米)沒有對河堤河床的恢復(fù)提出保護措施。
5部分機制砂現(xiàn)場取樣試驗
5.1機制砂與風(fēng)化砂配制混凝土的需水量和強度差別
見表3。
表3 機制砂和風(fēng)化砂配制混凝土需水量和強度變化
5.2不同品種機制砂和碎石對外加劑摻量的影響
選取不同產(chǎn)地不同品種、不同風(fēng)化程度的機制砂和碎石，進行混凝土試配，測定坍落度、擴展度及損失，觀察拌合物工作性能的變化，發(fā)現(xiàn)含泥量高、含粘土成分的機制砂和碎石比合格機制砂和碎石的外加劑摻量高出2-4倍，且砂的影響比石的影響大。見表4。
表4 不同機制砂、碎石配制混凝土對外加劑摻量的影響
5.3不合格母巖制砂，砂的缺點及對混凝土的影響
某礦山母巖為半風(fēng)化斑晶狀花崗巖，存在以下缺點：
(1)花崗巖母巖晶粒粗大、晶粒間結(jié)合力弱、母巖整體強度低;
(2)半風(fēng)化長石含量高，長石本身強度較低易風(fēng)化;
(3)黑、白云母含量高，其中的偉晶礦脈中的云母含量超過6%;
(4)整條礦脈至少有三分之一呈半風(fēng)化狀態(tài)，粘土礦物多;
(5)制成的機制砂壓碎值高、吸水率高、對外加劑吸附性大、配制的混凝土拌合物泌水、不掛漿、即使加大外加劑摻量，對坍落度也提升不大而且損失快。配制的混凝土強度損失大，與合格機制砂按1:1搭配使用，配制的混凝土強度比基準(zhǔn)低30%左右。
6不良母巖實物照片
(母巖照片經(jīng)地質(zhì)學(xué)專家譚建農(nóng)教授級高工審核，特別感謝!)
高嶺土夾層
全風(fēng)化狀
含碳泥質(zhì)巖石制砂，手搓即碎
精品骨料
薄層瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r
石灰?guī)r溶蝕裂縫中充填的泥質(zhì)物
石粉含量高的機制砂
砼表面活性骨料爆裂(黃鐵礦氧化反應(yīng))
7由劣質(zhì)骨料質(zhì)量差引起的混凝土質(zhì)量事故
7.1黃鐵礦碎石引起的混凝土表面鼓包爆裂脫落事故
2018年10月～2019年2月，由于砂石供應(yīng)緊張，某攪拌站在不知情的情況下，采購了小批量的含黃鐵礦碎石，每天進貨量100噸左右，與其他碎石按1:3搭配使用，在2019年夏天發(fā)現(xiàn)那段時間澆筑的混凝土墻柱梁板混凝土表面出現(xiàn)鼓包爆裂脫落現(xiàn)象，爆點直徑2-8cm，深度1-3cm，爆點中心有棕褐色粉末。經(jīng)檢測實體強度滿足設(shè)計要求，經(jīng)巖礦分析發(fā)現(xiàn)粗骨料細(xì)砂巖中含有黃鐵礦(含量2-3%)，見表5，化學(xué)分析(XRF)發(fā)現(xiàn)爆點骨料中的全氧化鐵(三氧化二鐵+氧化亞鐵)含量高達19%，個別點硫含量達6-8%，這就是黃鐵礦中的硫化亞鐵氧化反應(yīng)的產(chǎn)物。
表5 巖礦鑒定原始記錄
7.2風(fēng)化砂引起的混凝土強度嚴(yán)重偏低事故
某項目2017年11月～2018年5月澆筑混凝土，4月底在例行抽查中發(fā)現(xiàn)混凝土強度偏低，至5月2日停工時，主體結(jié)構(gòu)已施工至地上2層(局部地上3層)。
2018年11月某大學(xué)檢測報告結(jié)果如表1、表2：
表6 負(fù)2層C40框架柱回彈統(tǒng)計結(jié)果
表 7 負(fù) 1 層 C40 框架柱回彈統(tǒng)計結(jié)果
總結(jié)：
表1表2中，負(fù)2層、負(fù)1層共800根框架柱，抽查379根，回彈強度滿足C40要求的7根，合格率1.8%，達到C35以上的21根，占5.5%，達到C30以上的50根，占13.2%，C30以下的占79.5%。
2019年1月某科研院復(fù)查檢測報告結(jié)果如表8、表9、表10：
表8 負(fù)2層、負(fù)1層、1層C40框架柱、底板混凝土芯樣強度
表8中，負(fù)2、負(fù)1和1層C40框架柱、底板混凝土抽取36組芯樣，強度滿足C40的0組，達到C35以上的0組，達到C30的1組，C30以下的占91.7%。
表9 負(fù)2層、負(fù)1層、1層C35框架柱、框架梁混凝土芯樣強度
表9 中，負(fù)2層、負(fù)1層、1層C35 框架柱、框架梁混凝土抽取19組芯樣，強度滿足C35 的1組，達到C30的0 組，C30以下的占 94.7%。
表10 負(fù) 2 層、負(fù) 1 層、1 層 C30 框架梁混凝土芯樣強度
表10 中，負(fù)2 層、負(fù)1 層、1層 C30 框架梁混凝土抽取 3 組芯樣，強度全部低于 C15。
從兩次檢測看，結(jié)果非常不理想。
經(jīng)查詢攪拌站試驗室資料、生產(chǎn)記錄和原材料進貨記錄，對破碎芯樣中的骨料和漿體進行檢測分析，同時查詢了周邊其他兄弟攪拌站同期同廠家同型號原材料記錄，及了解到的施工單位現(xiàn)場操作情況，分析如下：
A、原材料質(zhì)量問題：
1、山砂質(zhì)量：風(fēng)化成分多水洗不充分、云母含量高、堅固性差、含泥量大、級配差、粒型差。
2、礦粉質(zhì)量：有摻假礦粉在使用，燒失量大、活性低。
3、外加劑質(zhì)量：減水率低，骨料吸水性大，攪拌樓為了達到大坍落度，手動補水。
4、粗骨料質(zhì)量：從芯樣看，粗骨料中有卵石和碎石，有黑色、黃色和褐色，黑色為灰?guī)r、黃色為泥、褐色為風(fēng)化白云石。
B、施工操作原因：
1、有現(xiàn)場加水現(xiàn)象，導(dǎo)致水膠比增大，入模拌合物接近離析臨界點，強度低、碳化深度大(達6mm);
2、有待卸時間過長現(xiàn)象,混凝土接近初凝，導(dǎo)致強度低、結(jié)構(gòu)疏松;
3、超高卸料，5m左右高度，沒有分層澆筑，一次性下料沒設(shè)溜槽或?qū)Ч埽铝细叨却笥?m，箍筋又密，拌合物落下碰到箍筋，相當(dāng)于過了一道篩，導(dǎo)致漿骨分離、勻質(zhì)性差，強度低;
4、有過振現(xiàn)象，振動棒放在混凝土拌合物中，相當(dāng)一段時間無人看管，導(dǎo)致離析，勻質(zhì)性差;
5、無有效養(yǎng)護措施，導(dǎo)致水化反應(yīng)過程發(fā)展差，強度低。
C、實體混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題：
1、混凝土實體勻質(zhì)性差，有些芯樣看不到粗骨料，有雜物及離析現(xiàn)象，氣孔多，結(jié)構(gòu)酥松;
2、從芯樣破碎面可以看到很多云母，閃閃發(fā)亮，大的云母面積約有4mm²，均勻分布在混凝土中的云母沒有強度，一旦受力云母表面就會產(chǎn)生應(yīng)力集中，首先破壞;
3、從破碎芯樣看，漿體與骨料表面的粘接力不足，強度高的粗骨料破壞面沿骨料表面與漿體分離，破壞面中留有很多光滑的粗骨料剝離的孔洞;
4、混凝土中膠砂體的強度偏低，這是混凝土強度低的最主要原因，主要由山砂質(zhì)量差引發(fā)，加上水膠比偏大、勻質(zhì)性差、施工操作不規(guī)范、養(yǎng)護不規(guī)范等因素累積，導(dǎo)致整體強度大面積偏低。
8結(jié)束語
造成劣質(zhì)機制砂的關(guān)鍵原因是母巖質(zhì)量差，其次是加工工藝、加工設(shè)備不合理、以及監(jiān)管制度和檢驗控制手段缺失等。
近三年以來，因砂石質(zhì)量原因造成的混凝土質(zhì)量事故呈上升趨勢。因此，無論職能部門、還是投資礦山砂石加工生產(chǎn)者、以及砂石用戶等都應(yīng)高度重視母巖質(zhì)量，在設(shè)立礦權(quán)、投資礦山建設(shè)、采購砂石材料之前，以確保砂石產(chǎn)品質(zhì)量滿足混凝土工作性能、力學(xué)性能、耐久性能要求，
劣質(zhì)機制砂的來源、危害及案例分析 最新評論:
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