CN111704376A

CN111704376A - 一种复合砂及其制备方法

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Publication number: CN111704376A
Application number: CN202010602290.2A
Authority: CN
Inventors: 郭玉林; 王成启; 徐志祥; 练学标; 刘磊; 梁远博; 张晓乐; 方子善; 万超群
Original assignee: CCCC Third Harbor Engineering Co Ltd; CCCC Shanghai Third Harbor Engineering Science and Technology Research Institute Co Ltd; CCCC Shanghai Harbour Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: CCCC Third Harbor Engineering Co Ltd; CCCC Shanghai Third Harbor Engineering Science and Technology Research Institute Co Ltd; CCCC Shanghai Harbour Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2020-09-25
Anticipated expiration: 2040-06-29
Also published as: CN111704376B

Abstract

本申请的目的是提供一种复合砂及其制备方法，该复合砂是通过筛分将质量百分比为60～75％、细度模数为3.1～3.5的戈壁砂和质量百分比为25％～40％、细度模数为0.6～1.0沙漠砂混合均匀而得到，其中沙漠砂包括粒径为0.3～0.6mm第一沙漠砂、粒径为0.15～0.3mm第二沙漠砂和粒径为0～0.15mm第三沙漠砂，所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为10～15％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。所述复合砂解决了戈壁沙漠地区单一砂级配不良等问题，充分利用了戈壁沙漠地区闲置且丰富的砂源，解决了戈壁沙漠地区配制混凝土河沙资源短缺问题，降低了工程建设成本，起到了环境保护作用。

Description

一种复合砂及其制备方法

技术领域

本发明涉及工程建设领域，具体涉及一种复合砂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的发展，基础设施建设迎来了前所未有的发展。混凝土是各种土木工程建设的首选材料，建筑用砂作为混凝土的重要组成成分之一，使用量非常的大。当前我国工程用砂年需要量约数十亿吨，砂资源不论是从经济、质量、储量或可持续发展的角度上考虑，已不能满足当代工程建设规模的需要。

另外，国家对西部地区的基本设施建设加大了力度和规模。我国西部地区河砂资源短缺，但存在丰富且价格低廉的戈壁砂、沙漠砂等资源，其中，戈壁砂在洗砂除泥的过程中，粒径小于0.075mm的粉体，乃至粒径大于0.15mm的细颗粒也被除去，导致戈壁砂的细度模数较大，外观粗拙棱角数量大，属于粗砂；而沙漠砂细度模数较小，粒径小于0.3mm组分较多，属于超细砂，级配单一，这两种砂单独配制的混凝土和易性差，不能满足施工性能，造成浇筑的混凝土构件外表质量较差，且存在安全隐患。

因此如何利用戈壁沙漠地区的现有砂资源，配制出一种适用于戈壁沙漠地区混凝土制备的复合砂是当前西部戈壁沙漠地区建筑施工过程中面临的难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种复合砂的其制备方法，制备本申请中的复合砂的方法如下：

将质量百分比为60～75％、细度模数为3.1～3.5的戈壁砂和质量百分比为25％～40％、细度模数为0.6～1.0沙漠砂混合均匀，得到复合砂。

进一步地，所述戈壁砂和沙漠砂通过筛分试验得到。

进一步地，所述沙漠砂包括粒径为0.3～0.6mm第一沙漠砂、粒径为0.15～0.3mm第二沙漠砂和粒径为0～0.15mm第三沙漠砂，所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为10～15％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。

所述复合砂适用于制备戈壁沙漠地区的混凝土，所述复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，其中，戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60～75％，沙漠砂的质量百分比为25％～40％。

进一步地，所述沙漠砂由第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂组成，所述第一沙漠砂的粒径为0.3～0.6mm，所述第二沙漠砂的粒径为0.15～0.3mm，所述第三沙漠砂的粒径为0～0.15mm；所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为15～20％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。

进一步地，所述复合砂的细度模数为2.3～3.0，所述复合砂的级配区符合2区。

进一步地，所述戈壁砂和沙漠砂的含泥量低于2.0％，氯化物含量低于0.02％，坚固性系数低于8.0％，单级最大压碎值指标低于25％。

进一步地，所述复合砂的含泥量低于2.0％，氯化物含量低于0.02％，坚固性系数低于8.0％，单级最大压碎值指标低于25％。

与现有技术相比，本申请具备如下有益效果：

本申请中将颗粒细度不同的戈壁砂和沙漠砂按照一定的质量比混合，制备复合砂，沙漠砂的加入弥补了明通过向戈壁砂中添加沙漠砂组分，弥补戈壁砂缺失的细颗粒成分，细颗粒可以起到填充戈壁砂颗粒之间的空隙，优化戈壁砂的级配的作用，解决了戈壁沙漠地区单一砂级配不良等问题。

本申请遵循因地制宜、就地取材和合理开发利用自然资源的原则，充分利用了戈壁沙漠地区闲置且丰富的砂源，全比例替代传统混凝土所用的河沙，解决了戈壁沙漠地区配制混凝土河沙资源短缺问题，降低了工程建设成本，起到了环境保护作用。

具体实施方式

下面通过实施例对本申请作进一步的详细描述。

需要说明的是，下述实施例仅为本申请的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本申请的保护范围。

在本申请的一些实施例中，在常温常压下，根据《建设用砂》(GB/T14684-2011) 的标准技术要求，砂源选用新疆某处戈壁滩采砂厂生产的戈壁砂，塔克拉玛干沙漠某处沙丘沙以及长江某处开采的河沙。选用公称直径分别为5.00mm、2.50mm、1.25mm、 630μm、315μm、160μm的方孔筛，对戈壁砂、沙漠砂以及河沙进行筛分试验，以及对戈壁砂、沙漠砂以及河沙含泥量、氯化物含量、单级最大压碎值指标测定，得到以下数据，如表1所示。

表1戈壁砂、沙漠砂以及河沙试验数据记录表

从表1可以看出，戈壁砂粗颗粒较多，且细颗粒较少；相反，沙漠砂细颗粒较多，没有较大颗粒，级配单一。

因此，为保证复合砂级配区尽可能靠近2区，由戈壁砂最粗颗粒累计筛余A₂，以及剩余盘底含量可知，戈壁砂的占比应为a≤75％，第三沙漠砂占比应为d≤5％，通过复合砂配比计算公式：

a+b+c+d＝1 (1)

P_n≤a×A_n+b×B_n+c×C_n≤Q_n(n＝1-6) (2)

公式中：a、b、c、d分别为戈壁砂、第一沙漠砂、第二沙漠砂、第三沙漠砂在复合砂总量中所占质量百分比，由戈壁砂最粗颗粒累计筛余A₂，以及剩余盘底含量可知a≤75％，d≤5％；P_n、Q_n(n＝1-6)分别为公称直径为5.00mm、2.50mm、 1.25mm、630μm、315μm、160μm的方孔筛，对II区砂级配累计筛余下限和累计筛余上限；A_n(n＝1-6)为戈壁砂在公称直径为5.00mm、2.50mm、1.25mm、630μm、 315μm、160μm的方孔筛筛上累计筛余；B5、C6分别为第一沙漠砂和第二沙漠砂在公称直径为315μm、160μm时方孔筛筛上累计筛余，B₅＝B₆＝C₆＝100％，当n为其它取值时，B_n、C_n为0。

将表1中的数据代入公式(1)和(2)中，经计算得到复合砂中戈壁砂60～75％、第一沙漠砂占比10～15％，第二沙漠砂占比15～20％，第三沙漠砂占比≤0～5％。

本实施例按照上述质量百分比范围，在该质量百分比范围内混合戈壁砂、第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂。将戈壁砂、第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂按照表2的质量百分比混合均匀，得到复合砂1、复合砂2、复合砂3和复合砂4。实际戈壁砂、第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂的复合方式不以此为限。

表2四种实施例复合砂配合比

四种实施例	戈壁砂/％	第一沙漠砂/％	第二沙漠砂/％	第三沙漠砂/％
					复合砂1	60	15	20	5
复合砂2	75	10	15	0
					复合砂3	65	14	18	3
复合砂4	70	12	16	2

对表2中所制备得到的复合砂1、复合砂2、复合砂3和复合砂4，使用公称直径分别为5.00mm、2.50mm、1.25mm、630μm、315μm、160μm的方孔筛对四种复合砂进行筛分试验，以及对四种复合砂含泥量、氯化物含量、单级最大压碎值指标测定，试验结果如表3所示。

表3四种实施例复合砂试验数据记录表

可以发现：上述四种复合砂的细度模数为2.3～3.0，且级配区符合2区要求，且复合砂的含泥量低于2.0％，氯化物含量低于0.02％，坚固性低于8.0％，单级最大压碎指标低于25％，所制备的复合砂性能符合《建设用砂》(GB/T14684-2011) 的标准。与普通河沙相比，制备的复合砂充分利用戈壁沙漠资源，节省了成本，利于西部戈壁地区的经济发展。

上述实施例中，通过简化的复合砂制备计算公式来计算戈壁砂、沙漠砂的百分比，简化复合砂的制备方法，具有科学性和可操作性，易于西部戈壁沙漠地区复合砂实际生产。

根据本申请的一方面，提供了一种复合砂，所述复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，其中，戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60～75％，沙漠砂的质量百分比为25％～40％。

在戈壁沙漠地区，戈壁砂和沙漠砂资源众多，所述复合砂采用戈壁砂漠地区常见的戈壁砂和沙漠砂按一定的质量百分比混合而成，戈壁砂的细度模数大，而沙漠砂的细度模数小，级配单一，因此单独使用戈壁砂或者单独使用沙漠砂来制作混凝土都不能满足施工性能。而将戈壁砂和沙漠砂按一定的质量百分比混合后，戈壁砂中混入沙漠砂组分，弥补了戈壁砂所缺失的细颗粒组分，能改善所配置的混凝土的密实度。本申请遵循因地制宜、就地取材和合理开发利用自然资源的原则，充分利用了戈壁沙漠地区闲置且丰富的砂源，解决了戈壁沙漠地区配制混凝土河沙资源短缺问题。

接上述实施例，所述复合砂将戈壁砂和沙漠砂按照一定比例混合后，复合砂的细度模数在2.3～3.0之间，所述复合砂的级配区符合2区，且满足《建设用砂》 (GB/T14684-2011)的标准技术要求。

在本申请的一些实施例中，所述沙漠砂由第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂组成，所述第一沙漠砂的粒径为0.3～0.6mm，所述第二沙漠砂的粒径为 0.15～0.3mm，所述第三沙漠砂的粒径为0～0.15mm；所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为10～15％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。通过向戈壁砂中添加不同粒径组成的沙漠砂组分，弥补戈壁砂缺失的0.075mm、0.15mm、0.3mm等细颗粒成分，沙漠砂的细颗粒可以起到填充戈壁砂颗粒之间的空隙，使得配制的复合砂混凝土的密实度也相应的得到改善，显著提高了复合砂混凝土的力学性能和耐久性能。

本申请所提供的复合砂适用于戈壁沙漠地区混凝土工程用砂，解决了戈壁沙漠地区配制混凝土河沙资源短缺问题。

在本申请的一种实施例中，所述戈壁砂和沙漠砂的含泥量低于2.0％，氯化物含量低于0.02％，坚固性系数低于8.0％，单级最大压碎值指标低于25％。

接上述实施例，所述复合砂的含泥量低于2.0％，氯化物含量低于0.02％，坚固性系数低于8.0％，单级最大压碎值指标低于25％。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，仅仅参考较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和说明，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种复合砂的制备方法，其特征在于，将质量百分比为60～75％、细度模数为3.1～3.5的戈壁砂和质量百分比为25％～40％、细度模数为0.6～1.0沙漠砂混合均匀，得到复合砂。

2.根据权利要求1所述的复合砂的制备方法，其特征在于，所述戈壁砂和沙漠砂通过筛分试验得到。

3.根据权利要求2所述的复合砂的制备方法，其特征在于，所述沙漠砂包括粒径为0.3～0.6mm第一沙漠砂、粒径为0.15～0.3mm第二沙漠砂和粒径为0～0.15mm第三沙漠砂，所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为10～15％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。

4.一种复合砂，其特征在于，所述复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，其中，戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60～75％，沙漠砂的质量百分比为25％～40％。

5.根据权利要求4所述的复合砂，其特征在于，所述沙漠砂由第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂组成，所述第一沙漠砂的粒径为0.3～0.6mm，所述第二沙漠砂的粒径为0.15～0.3mm，所述第三沙漠砂的粒径为0～0.15mm；所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为15～20％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。

6.根据权利要求4所述的复合砂，其特征在于，所述复合砂的细度模数为2.3～3.0，所述复合砂的级配区符合2区。

7.根据权利要求4所述的复合砂，其特征在于，所述戈壁砂和沙漠砂的含泥量低于2.0％，氯化物含量低于0.02％，坚固性系数低于8.0％，单级最大压碎值指标低于25％。

8.根据权利要求7所述的复合砂，其特征在于，所述复合砂的含泥量低于2.0％，氯化物含量低于0.02％，坚固性系数低于8.0％，单级最大压碎值指标低于25％。