湖北省作為豐砂省份,以往只在恩施、宜昌等地開展機(jī)制砂應(yīng)用,大規(guī)模的機(jī)制砂應(yīng)用起步較晚。由于河砂過度開采以及近年來生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策日益嚴(yán)格,河砂供應(yīng)匱乏、價格上漲,推廣應(yīng)用機(jī)制砂對于緩解我省河砂供應(yīng)緊張的局面,推進(jìn)公路工程的高質(zhì)量發(fā)展等都具有積極意義。針對我省交通建設(shè)領(lǐng)域機(jī)制砂生產(chǎn)與應(yīng)用的技術(shù)需求,省廳組織省公路局、武漢理工大學(xué)等單位成立了編寫組,聯(lián)合編制《湖北省機(jī)制砂水泥混凝土應(yīng)用技術(shù)指南》(以下簡稱《指南》)。
一、《指南》的特點(diǎn)
1.地質(zhì)特點(diǎn):我省以石灰?guī)r、花崗巖、少量砂巖(依次)為主,其中我省的花崗巖有風(fēng)化情況,風(fēng)化成粒的花崗巖(俗稱麻谷巖)是機(jī)制砂的良好材料;另外我省大悟周邊的石灰?guī)r有菱鎂礦伴生,白云石也比較常見,因此在選擇制砂母巖的時候考慮了堿-碳酸鹽活性的問題。
2.原材料特點(diǎn):一是我省丹江口、老河口等地河道中的卵石資源豐富,一些企業(yè)利用卵石進(jìn)行機(jī)制砂生產(chǎn),因此本指南增加了砂卵石生產(chǎn)機(jī)制砂的條款;二是我省武漢、黃石、黃岡和襄陽等地有大量青砂(細(xì)砂和特細(xì)砂),而機(jī)制砂中細(xì)砂和特細(xì)砂粒徑較少,因此采用制備混合砂可以改善砂的級配,因此《指南》增加了混合砂的內(nèi)容。
3.廢棄物資源特點(diǎn):我省黃石的鄂州、大冶、陽新等地有銅、鐵尾礦,是顆粒比較堅硬、細(xì)度模數(shù)在1.3以下的特細(xì)砂,可以起到調(diào)節(jié)顆粒級配的作用,用于制備機(jī)制砂可以促進(jìn)固廢的生態(tài)應(yīng)用,在《指南》里有所體現(xiàn)。
4.湖北省機(jī)制砂現(xiàn)狀:我省機(jī)制砂應(yīng)用在2018年底開始普及,機(jī)制砂的推廣尚處于初級階段。目前,制約機(jī)制砂大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸仍是機(jī)制砂的整體質(zhì)量問題。因此,《指南》中主要規(guī)定了機(jī)制砂的生產(chǎn)、機(jī)制砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)制砂的質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程與機(jī)制砂技術(shù)制備的試驗(yàn)方法。
二、《指南》的格式
《指南》依據(jù)GB/ 1.1-2009要求,按國家標(biāo)準(zhǔn)文件的格式編制。今后地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)審核逐漸會歸口到地方,地方標(biāo)準(zhǔn)的格式和國家標(biāo)準(zhǔn)的格式一致。目前,我國一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的格式也逐漸與國家標(biāo)準(zhǔn)格式統(tǒng)一。
三、《指南》的創(chuàng)新
《指南》參閱了國內(nèi)外大量的細(xì)集料標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,總結(jié)歸納了多個項(xiàng)目研究成果,在以往編制的行業(yè)與地方標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的創(chuàng)新:
1.定義的準(zhǔn)確性。以往機(jī)制砂標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和指南中一直把0.075mm的顆粒稱作“石粉”,但這部分顆粒并不完全是石粉(原石粉碎產(chǎn)生的細(xì)粉)還有相當(dāng)一部分是泥粉和泥塊。因此出于措辭的嚴(yán)謹(jǐn)性考慮,本指南將這部分顆粒稱為粉料。粉料=石粉+泥粉。石粉和泥粉在混凝土中的作用大相徑庭,因此提出石粉和泥粉的定義,把泥粉和石粉區(qū)分對待很有必要。
2.推薦采用粉料質(zhì)量指數(shù)PQI劃分機(jī)制砂等級:
PQI=P·MB
其中:PQI:為粉料質(zhì)量指數(shù);
P:為粉料含量百分?jǐn)?shù);
該指數(shù)寫進(jìn)《廣東省公路工程機(jī)制砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》后得到了業(yè)內(nèi)的認(rèn)可,而且下一版的《建設(shè)用砂》(GB/T 14684)編委會也希望將該公式納入新標(biāo)準(zhǔn)體系中。
我國現(xiàn)在的機(jī)制砂普遍存在一定的泥粉含量,MB值高是機(jī)制砂生產(chǎn)的困境之一,這和機(jī)制砂生產(chǎn)時原石現(xiàn)采現(xiàn)用有關(guān),本指南增加了4.2.2和4.2.3 通過原石的堆放與振動給料,減少泥塊在原石上的粘附,降低機(jī)制砂的MB值,有利于機(jī)制砂質(zhì)量的提高。
四、《指南》評審與修訂
2019年12月12日,編寫組召開了湖北省機(jī)制砂水泥混凝土應(yīng)用技術(shù)指南初步評審會。在充分吸收專家意見的基礎(chǔ)上,對《指南》進(jìn)行了修訂。
1.增加了對母巖的堿活性的要求:機(jī)制砂不得具有堿-碳酸鹽反應(yīng)活性,宜不具備堿-硅酸反應(yīng)活性,當(dāng)存在潛在堿-硅酸反應(yīng)活性時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)囊种拼胧┓娇墒褂?。修改后提出了具體抑制方法——采用低堿水泥或活性礦物摻合料以抑制堿集料反應(yīng)。
2.將配合比設(shè)計部分普通混凝土和高性能混凝土合并,并做了相應(yīng)的修改。
?、鸥咝阅芑炷了z比由“0.24~0.38”改為“0.24~0.40”,主要是考慮到機(jī)制砂石粉帶來的水/固比降低的實(shí)際情況。
?、茖C(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計部分和機(jī)制砂高性能混凝土配合比設(shè)計部分融合,主要是考慮到混凝土高性能化是必然趨勢,機(jī)制砂混凝土也可以高性能化。因此,這種融合有利于應(yīng)用機(jī)制砂制備性能更好的混凝土。
⑶《指南》的格式、條目順序重新進(jìn)行了調(diào)整,包括附錄里的條文說明的順序也做了較大的調(diào)整。
2020年6月4日,編寫組召開了湖北省機(jī)制砂水泥混凝土應(yīng)用技術(shù)指南驗(yàn)收評審會。與會專家認(rèn)為:針對湖北省近年來河砂資源日漸緊缺,推進(jìn)機(jī)制砂生產(chǎn)與應(yīng)用、確保交通工程建設(shè)的質(zhì)量與進(jìn)度,編制《指南》是十分必要和迫切的;編制單位在深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,認(rèn)真總結(jié)機(jī)制砂生產(chǎn)與機(jī)制混凝土應(yīng)用的研究進(jìn)展,綜合國家、地方與行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與規(guī)程,結(jié)合湖北省機(jī)制砂母巖特點(diǎn),形成了機(jī)制砂水泥混凝土應(yīng)用技術(shù)指南?!吨改稀穬?nèi)容全面、重點(diǎn)突出,提出的技術(shù)參數(shù)、技術(shù)規(guī)程可行,可為湖北省交通工程建設(shè)提供指導(dǎo),同意《指南》通過驗(yàn)收。