嚴(yán)重風(fēng)化類

 

巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現(xiàn)破碎、酥松及礦物成分次生變化的現(xiàn)象，稱為“風(fēng)化”，一般有物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化三類。這里指強(qiáng)風(fēng)化后的硬質(zhì)巖石生產(chǎn)的機(jī)制砂，這種砂堅(jiān)固性差、需水量大、與水泥漿體的粘結(jié)性差，生產(chǎn)的混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)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(jié)構(gòu)，具有吸水性和離子交換性。對機(jī)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(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的層狀礦物，也稱膠嶺石、微晶高嶺石，由火山凝結(jié)巖等火成巖在堿性環(huán)境中風(fēng)化蝕變而成，是膨潤土的主要組成部分，白色，有時(shí)微帶紅色或綠色。吸水性很強(qiáng)，吸水后體積膨脹幾倍至十幾倍，具有很強(qiáng)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(xì)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(qiáng)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?zé)嵋何g變和次生風(fēng)化的產(chǎn)物，常見于巖漿巖和變質(zhì)巖的風(fēng)化殼中，具極完全解理，干燥時(shí)具吸水性，但不膨脹。

 

含有害雜質(zhì)類

 

包括有機(jī)物、頁巖、石膏、氧化鐵、煤、輕物質(zhì)顆粒、軟弱顆粒、云母、硫化物及硫酸鹽、氯離子等，這類雜質(zhì)對混凝土強(qiáng)度和耐久性極其不利。如有機(jī)物大多是植物腐爛的產(chǎn)物，能使混凝土早期強(qiáng)度大幅度降低；頁巖抗風(fēng)化能力弱，最經(jīng)不起凍融循環(huán)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(zhì)若露在混凝土表面會(huì)留下難看的色斑；煤質(zhì)顆粒的吸附性大、沒有強(qiáng)度，溶蝕后會(huì)留下孔洞；輕物質(zhì)顆粒包括植物根莖、植物纖維等，若存在于混凝土表面會(huì)留下孔洞色斑；軟弱顆粒會(huì)導(dǎo)致混凝土破碎，強(qiáng)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(zhì)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(huì)在混凝土硬化后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成物體積膨脹對混凝土造成破壞。

 

含泥量超標(biāo)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(wěn)層，即使采用濕法（水洗）生產(chǎn)，機(jī)制砂含泥量、泥塊含量一樣超標(biāo)。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?jié)B、抗凍、彈性模量、收縮等都有影響，混凝土強(qiáng)度越高影響越大，泥塊溶蝕后會(huì)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(huì)增加用水量。

 

不規(guī)則粒型類

 

破碎工藝和設(shè)備選型不合理。一般小型礦山簡單采用粗破和細(xì)破兩級破碎工藝，沒有設(shè)計(jì)整形工序，如鄂破＋圓錐破，這個(gè)二級破碎工藝組合對多數(shù)巖石種類生產(chǎn)的砂石產(chǎn)品不規(guī)則顆粒多。精品機(jī)制砂生產(chǎn)一般至少采用粗破＋細(xì)破＋超細(xì)破（整形）三級破碎工藝，加多級篩分工藝。破碎工藝和設(shè)備的組合形式應(yīng)根據(jù)巖石的特性、解理、強(qiáng)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(xù)，呈“兩頭多、中間少”狀態(tài)，如石屑、某些篩分不徹底的天然砂、不經(jīng)過破碎篩分加工的山砂，以及濕法生產(chǎn)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(jī)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(huì)很高，必須加入部分特細(xì)砂或調(diào)整摻合料粉料用量以彌補(bǔ)砂中的細(xì)顆粒斷檔空隙。

 

母巖放射性超標(biāo)類

 

造成劣質(zhì)機(jī)制砂的關(guān)鍵原因是母巖質(zhì)量差，其次是加工工藝、加工設(shè)備不合理、以及監(jiān)管制度和檢驗(yàn)控制手段缺失等。為生產(chǎn)高品質(zhì)機(jī)制砂，保證混凝土質(zhì)量，應(yīng)高度重視母巖質(zhì)量，在設(shè)立礦權(quán)、投資礦山建設(shè)、采購砂石材料之前，須對母巖質(zhì)量進(jìn)行全面的分析檢驗(yàn)，并須進(jìn)行混凝土試配試驗(yàn)。