關(guān)于石頭碎沙的研究應(yīng)用,國(guó)外最早開始于上世紀(jì)三四十年代。當(dāng)時(shí),針對(duì)石頭碎沙,采用先分級(jí)生產(chǎn)、后進(jìn)行摻配的方法,生產(chǎn)出的石頭碎沙級(jí)配較好,因此用石頭碎沙代替天然砂配制的混凝土被廣泛應(yīng)用到工程中。據(jù)統(tǒng)計(jì),歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將人工砂納入其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間至少30年以上。在挪威,1982年時(shí),人工砂占總用砂量的44%;到2002年,人工砂的比例上升到77%,達(dá)到3500萬方。在日本,20世紀(jì)80年代時(shí),人工集料與天然集料的比例,大約為1:0.9;到20世紀(jì)90年代時(shí),則上升到1:0.5。
在國(guó)內(nèi),專門生產(chǎn)石頭碎沙作為制備混凝土的基本組分來代替天然天然砂或山砂,是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的。之前,只是在一些大型水利工程中嘗試過將石料廠碎石后的下腳料當(dāng)細(xì)集料用,但這些下腳料由于并非專業(yè)加工生產(chǎn),粗細(xì)不均,石粉含量難以控制,級(jí)配很難達(dá)到建筑用砂的要求,所以并非有真正的石頭碎沙混凝土。自上世紀(jì)60年代后,因受地域所限,貴州地區(qū)開始以石料為原料,進(jìn)行石頭碎沙的加工和應(yīng)用研究;從70年代開始,制定了地方標(biāo)準(zhǔn),并大規(guī)模應(yīng)用石頭碎沙。隨后云南、河南等地也相應(yīng)制定了地方標(biāo)準(zhǔn)。隨著這些地方標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,對(duì)于我國(guó)西部及黃河以北等地區(qū)來說,都不同程度地緩解了中粗天然砂缺乏的矛盾。
90年代,隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快,各地均大興土木,為適應(yīng)公路、橋涵、市政建設(shè)、工業(yè)和民用建筑、水工建筑物等基礎(chǔ)工程建設(shè)的需求,人們加快了對(duì)天然砂石料的開發(fā)利用,結(jié)果造成天然砂資源因過度開采呈枯竭之勢(shì),天然砂的市場(chǎng)供應(yīng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足各地方工程建設(shè)的需要,造成了那些“貧砂”地區(qū)砂價(jià)的昂貴、工程成本的增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),1998年全國(guó)水泥總產(chǎn)量達(dá)到6~7億m3,按照1m3混凝土所需砂石料為1.3m3來計(jì)算,全國(guó)僅砂石料所需量為8.45億m3,折算成重量為12.25億噸,數(shù)量十分驚人,單憑天然砂的供應(yīng)顯然是極為緊張的。1997年底,在昆明出現(xiàn)了好的家以生產(chǎn)石頭碎沙為目的的中外合資企業(yè)。在重慶,從1997年開始,也陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)了專門生產(chǎn)石頭碎沙的廠家。所以,綜合來看,開發(fā)利用石頭碎沙石料成為一種必然趨勢(shì),在云南、重慶、浙江、湖北等地,石頭碎沙已經(jīng)初步應(yīng)用在工程實(shí)際中,取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。北京、上海、天津、廣州、浙江等地因有了大規(guī)模的石頭碎沙生產(chǎn)線,促使其應(yīng)用技術(shù)得到發(fā)展,使石頭碎沙得到廣泛應(yīng)用。
但石頭碎沙對(duì)天然砂在混凝土中的替代技術(shù)目前并不系統(tǒng),除了石頭碎沙材料的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)外,尚無其他統(tǒng)一的全國(guó)標(biāo)準(zhǔn),只是由少數(shù)有石頭碎沙應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)制定了地方標(biāo)準(zhǔn)(比如重慶市),這為石頭碎沙混凝土技術(shù)的發(fā)展和普及帶來了不利的影響。目前石頭碎沙混凝土技術(shù)開發(fā)主要集中在石頭碎沙的制備方法及建立質(zhì)量控制體系、石頭碎沙石料在高強(qiáng)或高性能混凝土中的應(yīng)用、石頭碎沙對(duì)基準(zhǔn)混凝土中天然砂的等效替代技術(shù)及配合比中系數(shù)的修正、石頭碎沙對(duì)混凝土力學(xué)性能和耐久性能相對(duì)于天然砂的影響規(guī)律等方面?梢哉f,用石頭碎沙替代天然砂的技術(shù)對(duì)于正處于欣欣向榮的發(fā)展建設(shè)時(shí)期的我國(guó)來說,有著能不估量的資源化效益,隨著工程實(shí)際中進(jìn)一步的研究,石頭碎沙混凝土一定會(huì)發(fā)揮出越來越多的實(shí)際作用。
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