嚴重風化類

 

　　巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、酥松及礦物成分次生變化的現象，稱為“風化”，一般有物理風化、化學風化、生物風化三類。這里指強風化后的硬質巖石生產的機制砂，這種砂堅固性差、需水量大、與水泥漿體的粘結性差，生產的混凝土各項性能指標差。

 

　　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，一般具有層狀結構，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。

 

　　1. 蒙脫石

 

　　由顆粒極細的含水鋁硅酸鹽構成的層狀礦物，也稱膠嶺石、微晶高嶺石，由火山凝結巖等火成巖在堿性環境中風化蝕變而成，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。

 

　　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. 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熱液蝕變和次生風化的產物，常見于巖漿巖和變質巖的風化殼中，具極完全解理，干燥時具吸水性，但不膨脹。

 

　　含有害雜質類

 

　　包括有機物、頁巖、石膏、氧化鐵、煤、輕物質顆粒、軟弱顆粒、云母、硫化物及硫酸鹽、氯離子等，這類雜質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物，能使混凝土早期強度大幅度降低；頁巖抗風化能力弱，最經不起凍融循環破壞；骨料中的石膏有潛在硫酸鹽侵蝕及TSA侵蝕；氧化鐵雜質若露在混凝土表面會留下難看的色斑；煤質顆粒的吸附性大、沒有強度，溶蝕后會留下孔洞；輕物質顆粒包括植物根莖、植物纖維等，若存在于混凝土表面會留下孔洞色斑；軟弱顆粒會導致混凝土破碎，強度、耐久性和耐磨性下降，還可能在攪拌中破碎，增加用水量。

 

　　含活性物質類

 

　　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生化學反應，反應生成物體積膨脹對混凝土造成破壞。

 

　　含泥量超標類

 

　　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層，即使采用濕法（水洗）生產，機制砂含泥量、泥塊含量一樣超標。泥及泥塊能降低混凝土和易性，對混凝土的抗壓、抗裂、抗折、抗滲、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會增加用水量。

 

　　不規則粒型類

 

　　破碎工藝和設備選型不合理。一般小型礦山簡單采用粗破和細破兩級破碎工藝，沒有設計整形工序，如鄂破＋圓錐破，這個二級破碎工藝組合對多數巖石種類生產的砂石產品不規則顆粒多。精品機制砂生產一般至少采用粗破＋細破＋超細破（整形）三級破碎工藝，加多級篩分工藝。破碎工藝和設備的組合形式應根據巖石的特性、解理、強度、硬度等來選配。

 

　　級配斷檔類

 

　　砂中的顆粒粒徑分布不均勻、不連續，呈“兩頭多、中間少”狀態，如石屑、某些篩分不徹底的天然砂、不經過破碎篩分加工的山砂，以及濕法生產水洗過程中將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，必須加入部分特細砂或調整摻合料粉料用量以彌補砂中的細顆粒斷檔空隙。

 

　　母巖放射性超標類

 

　　造成劣質機制砂的關鍵原因是母巖質量差，其次是加工工藝、加工設備不合理、以及監管制度和檢驗控制手段缺失等。為生產高品質機制砂，保證混凝土質量，應高度重視母巖質量，在設立礦權、投資礦山建設、采購砂石材料之前，須對母巖質量進行全面的分析檢驗，并須進行混凝土試配試驗。