摘要：砂石和混凝土是建筑工程中常用的材料，在我国社会建设发展下，基建项目蓬勃开展，这些工程建设都需要使用到大量的砂石材料。虽然我国砂石资源比较丰富，但这种资源是需要时间再生的，在庞大的需求量增长下，如果不及时改变这一状况，砂石产量将难以满足需要。因此，人工砂开始受到人们重视，其应用不会受到时间和地域限制，可以实现高强度施工，其推广应用缓解了天然砂石不足的矛盾，但同时其质量问题也成为工程建设中需关注的问题。本文主要分析研究了人工砂施工质量控制中相关问题，掌握影响其质量的因素，从而能够针对性加强质量控制。
关键词：人工砂；施工质量；存在问题；控制措施
当前在基础工程建设中，混凝土作为常用材料，其质量性能控制一直是施工中重大问题。而混凝土中的主要成分砂，其品质则会影响到混凝土物理力学性能、耐久性等，是混凝土施工管控中不可忽视的部分。我国很多地区使用的是天然砂，随着其质量和数量难以满足当前需求，人工砂的应用成为重要解决途径，不仅要开发人工砂，还要在施工中控制人工砂质量，确保其应用能够满足施工要求。
1.人工砂的特点
与天然砂相比，人工砂颗粒的形状往往棱角较多，其表面粗糙度较高，含有大量粉末。在生产人工砂的过程中，会有一定量的石粉产生。这种石粉并非碎石生产企业所指的石粉，而是人工砂中粒径在75μm的颗粒物质，其矿物组成、化学成分类似于被加工母岩。石粉与泥粉之间差别较大，细度方面粒径在75μm以下的石粉颗粒，多为16μm以上，但泥粉粒径通常在5μm以上。如果混凝土中含有过量泥粉，就会导致集料表面出现包裹层，不利于集料与水泥石之间粘结，产生的影响是不利的。而在混凝土中使用适量石粉，一定程度上会加大砂的比表面积和用水量，但也可促进混凝土特细骨料级配的完善，对于改善混凝土和易性有着积极作用，可以加强其密实度，保证综合性能良好[1]。
2.人工砂常见问题
2.1石粉含量
人工砂生产中，其石粉含量与母岩机械物理性能、砂的级配分布取向之间的关系很大，在砂石质量控制中，其细度模数与石粉含量之间存在矛盾，石粉含量得到控制，则相应的会导致细度模数过大。而细度模数得以控制，也会产生过量的石粉。一般情况下，未经过处理的人工砂中，其石粉含量可以达到10％~18％，这与相关标准规定中要求的石粉含量是不符的。
2.2石粉除粉处理
在处理人工砂中超量石粉的过程中，常用的方法有两种，即水洗法和风选法。除粉过程中不仅会除去石粉，还有可能除去0.15mm和0.3mm级等更大的颗粒，人工砂的自然级配遭到破坏，难以保证其集料密度。两种除粉方法中，水洗法在此方面的害处更大。同时实际生产中，水洗法不仅会破坏细集料的原级配，且需使用大量水，会加大制砂成本、消耗水资源。一些地区本身水资源匮乏，无法满足水洗法除粉需求。因此，在生产过程中，风选除粉法应用更加有效和广泛，该方法使用中需考虑实际成本以及对石粉含量的控制，人工砂在经过风选处理后，其中的石粉含量一般在5％~10％。为保证人工砂的顺利生产，以及实现对环境的保护，会在除粉处理之后，再采取预加水工艺处理，确保人工砂湿润度良好[2]。
2.3人工砂含水率
各生产单位生产的人工砂含水率存在差异，统一生产单位在不同阶段其生产的人工砂含水率也不同，含水率的大小影响很大，会具体影响到人工砂松散堆积密度、紧密堆积密度。
人工砂中含水率越高，松散堆积密度、紧密堆积密度则会相应降低，处于3％~5％范围时，松散堆积密度、紧密堆积密度不会发生明显变化。而在含水率高于7％时，就会明显提高松散堆积和紧密堆积的密度，且出现大幅度变化。含水率变化下，紧密堆积密度和松散堆积密度差值会不断加大，之后开始降低，在3％~5％范围内，紧密堆积密度和松散堆积密度之间的差值最大。
含水率会在很大程度上影响人工砂堆积状态，无水状态下，人工砂的堆积状态会由于不同粒径颗粒容重存在差异而变化，进而引发分层离析现状，导致各部位颗粒级配、细度模式差异加大，堆积场地越大该现象越明显。人工砂中，含水率的增加会引发堆积状态的变化，3％~5％含水率下人工砂可以达到最佳堆积状态，各部分颗粒级配、细度模数间差距较少。而在含水率达到7％以上时，人工砂的堆积状态变差，超过9％其下表面就会明显产生过多的水分、石粉，而其上表面的大颗粒含量多且比较干燥，在混凝土生产中，就会加大人工砂控制难度。
2.4依据MB值控制石粉含量
在我国相关检验标准中，对人工砂中的石粉含量机械能了限制，其确定依据就是人工砂的亚甲蓝试验MB值，该试验可以检测在75μm以下的物质属于石粉或者泥土。各地区生产中，泥粉成分、杂质含量有着较大差别，在检测中也会得到差距较大的结构，而导致利用该方法控制石粉含量成效也会受到影响。具体要结合各地具体情况分析，了解其原材料的实际情况进行试验检测。
具体泥粉和石粉对人工砂亚甲蓝MB值影响，则是在泥粉含量占人工砂总量相同情况下，MB值基本不会受到石粉的影响。石粉含量不同时，泥粉含量越高，则MB值越高，泥粉掺量越高则产生的变化越明显。根据亚甲蓝MB合格值的规定以及试验结构，来确定含泥量。在生产人工砂中结合MB值和石粉量，控制人工砂中石粉含量。施工中使用人工砂时，要依据MB值和石粉含量合理调整其中各项材料用料，保证其配合比科学合理[3]。
3.人工砂的技术要求
按照细度模数，可以将人工砂分为三种规格，即粗、中和细，技术要求也可分为三类。人工砂颗粒级配与要求相符下，除了筛档4.75mm和600um级配的砂，还可以适当高一点，但整体筛出值应控制在8％及以下。吸水率不宜超过3％，进场人工砂含水率则不超过8％，总压碎值不超过30％，MB值小于1.4等。此外，就是氯离子含量和有害物质含量的控制也要符合要求。
碎石方面，一般是适宜采用反击破碎时，在高强度砼中采用需检测母岩抗压强度，确保混凝土碱骨料反应有效，同时要开展碱活性试验。水泥要经过温度检测，一般在生产预拌机制砂砼中，水泥温度应控制在60℃以下，对于大体积砼压注意水化热问题。外加剂要检验PH值、碱含量和减水率等，控制好含气量指标。掺合料方面，如果是双掺了粉煤灰和矿渣粉，要分别检验粉煤灰的细度、含水率、烧失量和需水量，以及矿渣粉的SO3含量、比表面积和密度等。拌合水要求符合我国混凝土用水标准中的具体规定[4]。
4.人工砂砼常见病害分析
第一是蜂窝、麻面缺陷。在拌合人工砂砼过程中，大面积蜂窝麻面缺陷的出现，主要是由于没有合理调整砂率，导致砂率和机制砂石粉量过低。以及在施工中存在人工砂含量不足、混凝土骨架构架填充料不足、混凝土性能差、搅拌时间不足、搅拌均匀度和密实度不足等问题，在拆模后就会出现蜂窝麻面情况。
第二，砂痕缺陷。相比于河砂，人工砂中石粉含量适量的情况下，可以填充砼骨架构架中的孔隙，而同时人工砂细度模数较小，粗集料级配难以适应技术要求，增加填充料的情况下，也会加大比表面积和需水量。石粉含量大会影响到外加剂保水成效，导致混凝土存在泌水问题，大量的表层水产生下丧失浆体，此时就会出现砂痕。
第三，孔洞问题。如果施工中，使用的集料用水量过高，在振捣作业无法将游离水全部排出，拆模之后这些游离水蒸发就会出现孔洞缺陷。在混凝土表面还存在一些不能释放的空气，拆模后这些气体挥发也会导致气孔形成。孔洞问题会导致砼离析、严重跑浆，是不利于施工质量保证的。
5.人工砂施工质量控制措施
人工砂的生产流程如下：
结合人工砂的生产流程，在实际生产过程中要做好以下几方面工作：首先，人工砂在拌制、运输和浇筑等环节中，要按照当前规范进行。采取质量稳定的人工砂，经常性检测其级配、细度模数和石粉含量等关键性参数。其次，人工砂在堆放和运输中，要做好防护措施，避免其中混入泥土。在施工现场需设置好待检仓，根据检测质量结构对其配比进行适度调整。然后是在搅拌等环节中，要控制好时间，人工砂一般需要比天然砂更长的搅拌时间，相关添加剂要控制好添加量精度。并有序进行振捣，避免出现漏振等情况。最后就是要做好早期养生工作，养生时间适当予以延长。
5.1人工砂生产质量控制措施
（1）人工砂含泥量控制。砂石生产中，在干式生产法中，是无法通过筛分将毛料中的风化石和泥土破碎分离的，这些物质会进入人工砂当中。因此，要控制好人工砂的含泥量，就要控制好毛料质量。在开采毛料的过程中，应尽量将爆破开采的掌子面土层清理干净，开采平台面10m以上进行设置覆盖层开挖工作面，如果是在雨季作业，要注意现场设置好临时排水设施，避免受爆破振动影响等，有泥土混入开采面。开采出的毛料在运输中，需由专人指挥装车，不可掺入风化石和泥土等，一些毛料无法消除杂物，需将其作废料处理。
（2）人工砂的级配控制。在碎石加工系统运行状态不同的情况下，人工砂和碎石的级配是不同的，且存在与用料不一致的问题。因此在加工处理中，要能够合理有效调控碎石加工系统，减少级配不合理问题，进而减少浪费。常见的调节加工操作，一是可以调节设备的排料口尺寸，来控制细骨料含量；二是更换系统初拆分使用的筛网，通过筛网口径大小控制成品料最大粒径。二次破碎率的增减，也有助于成品料级配的改变。三是调节制砂机的喂料速度，一般其喂料速度越大，则破碎程度也越大。四为联合调节二破、三破和初筛分，改变成品料级配。
（3）人工砂石粉含量、细度模数控制。人工砂的石粉含量和细度模数大小，会在很大程度上受到环境的影响。一些工程其施工周期较长，且施工强度高，可能还会遇到雨季施工的问题，就容易导致筛分时石料含水量高，筛网也可能被堵塞，减少人工砂中的石粉含量，并加大细度模数，导致人工砂质量不达标。对此要从以下方面进行控制：第一，在石料含水率大的情况下，可以对生产系统进行加设遮雨棚的措施，比如堆料坑和原料仓等部位。第二，由于毛料是无法被有效遮雨的，因此应避免在雨季挖装大块毛料，以免其中掺杂细碎毛料、含泥料。生产完之后，还要及时将筛网上的石粉清除干净。第三，以上措施可以在一定程度上控制人工砂的质量，但雨天生产石粉含量仍然不合理，可以在二筛、三筛车间加设皮带机，使砂经过筛分后继续破碎，可以有效加大砂中石粉含量、降低细度模数[5]。
5.2人工砂施工质量控制
（1）统一生产设备标准。当前一些小规模企业，在生产中会采用不标准的制砂设备，其产品质量问题很大，会影响到混凝土品质。如果建筑工程中长期应用这种砂石和混凝土，就会产生严重的质量安全问题。因此要统一规范人工砂生产装备，禁止使用劣质砂石和不规范设备。
（2）完善自检体系。在生产人工砂的过程中，工作人员、机械设备、材料和加工方法等方面，都会影响到生产质量。因此企业自身要加强自检力度，每天自检一次，并记录好检验结果做存档处理。管理人员分析影响人工砂质量的因素，并指导现场实现科学生产。
（3）加强现场施工管理。人工砂生产过程并不复杂，但会面临很多因素的影响。因此在施工中，需要加强现场管理，包括人员管理、设备管理等，既要培养人员操作水平，也要对机械设备做好维护保养确保施工安全进行。技术管理人员要深入现场，评估设备使用状况，及时掌握设备运行状况并通知维护人员维修，最大程度上排除不良因素的影响。
结束语：
社会发展下，我国人工砂生产规模和生产总量逐年增加，面临随之而来的质量问题，也要明确质量控制的必要性，总结经验教训，规范统一加工设备、严格控制人工砂石粉含量和含泥量等，并优化现场施工管理，逐渐完善形成科学合理的生产模式。
参考文献：
[1]周元鑫,罗怀春,刘方华, 等.人工砂的发展现状、特点和应用[J].新材料新装饰,2019,1(2):34-35.
[2]林睿.人工砂在混凝土中的应用[J].交通世界（中旬刊）,2019,(3):159-160.
[3]何德.砂石系统人工砂细度模数的控制分析[J].建筑工程技术与设计,2019,(30):4175.
[4]王志华.人工砂石料生产技术与质量控制方法初探[J].建筑工程技术与设计,2019,(29):1997.
[5]黄敏琦.人工砂混凝土施工探析[J].四川水泥,2017,(11):347.