西安建筑市場(chǎng)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(jù)《陜西省河道采砂管理辦法》規(guī)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(dòng)了渭河全線綜合整治，導(dǎo)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(qū)東北部建筑用砂來源之一[1]。但是，目前旱砂在預(yù)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(yīng)性差、以及新拌混凝土經(jīng)時(shí)損失大，這些因素嚴(yán)重制約著旱砂的應(yīng)用。試驗(yàn)研究了旱砂加工技術(shù)，并利用加工處理的旱砂配制了普通強(qiáng)度等級(jí)混凝土，為旱砂的規(guī)模應(yīng)用于商品混凝土和后續(xù)研究工作打下了基礎(chǔ)。
1 試驗(yàn)原材料及方案
1.1 試驗(yàn)原材料
水泥為銅川聲威有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥；粉煤灰為渭南電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)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(chǎn)的S95級(jí)?；郀t礦渣粉，比表面積為420m2/kg；石子為渭河生產(chǎn)的5-31.5mm卵石；外加劑為大連西卡建筑材料公司生產(chǎn)的聚羧酸型外加劑；砂為西安北郊開發(fā)的旱砂；水為普通自來水。
1.2 試驗(yàn)方案
分析試驗(yàn)用旱砂性能，通過砂篩加工處理及試驗(yàn)配合比制備混凝土性能檢測(cè)最終確定合適的旱砂加工工藝。
2 旱砂性能檢測(cè)與分析
試驗(yàn)選取了西安北郊附近的多處旱砂，進(jìn)行了相關(guān)物理性能檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果見表1。由試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，旱砂的細(xì)度模數(shù)較小，其含泥量尤其是泥塊含量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了《建設(shè)用砂》（GB/T14684-2012）的規(guī)定[2]。并且在具體試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)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(jīng)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(shí)驗(yàn)室加工旱砂制備混凝土研究
試驗(yàn)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(qiáng)度等級(jí)的混凝土，并對(duì)新拌混凝土及經(jīng)時(shí)混凝土工作性能進(jìn)行了檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如表2所示。
從表2列述的試驗(yàn)結(jié)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(jīng)時(shí)工作狀態(tài)良好。隨著篩孔的增大，外加劑摻量呈增加趨勢(shì)，混凝土和易性等工作狀態(tài)不良。從可以看出，旱砂的泥塊大部分集中在9.5mm以上，據(jù)此可以將設(shè)計(jì)搖篩機(jī)篩網(wǎng)的最小尺寸設(shè)定在9.5mm。
3.2 設(shè)計(jì)振動(dòng)篩砂機(jī)加工旱砂工藝
根據(jù)試驗(yàn)研究的旱砂加工工藝，確定了篩砂機(jī)的加工工藝方法，委托寶雞華為礦山機(jī)械有限公司制作了震擊式篩砂機(jī)一套，設(shè)計(jì)為三層篩網(wǎng)式篩砂機(jī)。其具體設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如表3所示，設(shè)計(jì)的搖篩機(jī)加工效果如圖1所示。
經(jīng)過設(shè)計(jì)篩網(wǎng)與篩砂試驗(yàn)比對(duì)，最終確定了設(shè)計(jì)方案，三層篩網(wǎng)尺寸分別為45mm、25mm、12mm。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際過篩試驗(yàn)，每小時(shí)可篩100m3砂，可以滿足生產(chǎn)需求，而且經(jīng)檢測(cè)過篩后的旱砂基本符合建設(shè)用砂的標(biāo)準(zhǔn)要求，泥塊含量降低到3.0%左右。其制備的混凝土經(jīng)時(shí)損失較小，能夠滿足長(zhǎng)距離運(yùn)輸及泵送要求。
因此，西北地區(qū)旱砂具有含泥量及泥塊含量高的特征，將其應(yīng)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(jīng)時(shí)混凝土工作狀態(tài)較差，難以滿足工程需求。利用設(shè)計(jì)的振動(dòng)式搖篩機(jī)可以篩除泥塊及雜物，制備工作性能良好的混凝土。
旱砂應(yīng)用于商品混凝土中的研究充分利用了地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)，緩解了建設(shè)用普通河砂的緊缺局勢(shì)，減少了河砂的過度開采，有利于河道的管制和生態(tài)建設(shè)，具有重要社會(huì)意義。
