建筑用砂的基本知识概述

　　建筑用砂是粒度小于4.75毫米、细度模数MX介于3.7至1.6之间的细集料，主要用于混凝土制备、灰砂砖生产及建筑砂浆等工程领域。根据产源可分为天然砂(河砂、山砂、海砂)、机制砂(人工破碎岩石)和混合砂三类，其中机制砂与混合砂统称为人工砂。

　　一、建筑用砂的物化性质

　　1.物理性质

　　‌颗粒特性‌：建筑用砂的粒径范围通常为0.075-4.75mm，其中河沙的粒径适中(0.25-5mm)，表面光滑且棱角适中，有利于与水泥结合形成紧密结构‌。沙漠砂则颗粒细小、表面光滑，但空隙率普遍超过44%‌。

　　‌密度与空隙率‌：砂的表观密度一般为2.60-2.70 g/cm³(石英质砂)，堆积密度为1350-1650 kg/m³，空隙率约为35%-50%，级配良好的砂可降低至35%-37%。

　　‌含水状态‌：砂的含水状态包括干燥、气干、饱和面干和润湿状态。饱和面干砂是混凝土配合比设计的基准，因其既不吸水也不额外增加水分。

　　‌透水性‌：砂类土透水性强，透水系数介于1×10⁻³~1×10⁻⁶ cm/s，但易发生管涌和液化现象‌。

　　2.化学性质

　　‌主要成分‌：砂的主要成分为二氧化硅(SiO₂，占比65%-85%)，其次为硅酸盐矿物(如长石、云母)和少量杂质(如氧化铁、黏土)‌。河沙化学性质稳定，适合建筑;而海沙可能含盐分，沙漠砂可能含硫化物或硫酸盐，需处理后方可使用‌。

　　‌杂质影响‌：含泥量需控制在3%以下，过高会降低强度和稳定性;硫化物和硫酸盐在某些沙漠砂中可能提高混凝土强度。

　　二、建筑用砂的性状

　　砂是一种常见的天然颗粒体，包括河砂、海砂、湖砂等多种类型。其颗粒形状呈现多样化，主要包括以下几种形态：

　　圆形状：这种砂的颗粒形状近似圆形，通常是在河流、海洋等水体中沉积而成的。这种砂的颗粒边缘比较平滑，颗粒之间间隙较小，密度较大，具有较好的填充性能，广泛用于建筑业。

　　多角形状：这种砂的颗粒形状呈多边形或多角形状，差异较大，多存在于山体、河床等地质环境中。这种砂具有较多的表面细节和孔隙结构，具有良好的附着性和气透性，长期使用后也不易产生沉淀，是一种优质的过滤材料。

　　棱角状：这种砂颗粒的形状呈现出锐角、棱角等形态，常见于高山山脉、河流中，具有较大的孔隙结构和表面积，通常用于过滤、隔离、填充等领域。

　　三、建筑用砂的来源

　　天然成因：自然界中岩石经风化、剥蚀等多种地表作用，发生破碎分离而成大小不一的颗粒。在水、风、冰川等作用，这些颗粒搬运堆积，形成砂石层。第四纪(距今200-300万年以前)以前形成的砂石层基本都形成了岩石，即各种砂岩、砂砾岩等。而第四纪期间形成的均未固结成岩石，即各种砂砾石、砾质砂、砂质砾等，或称第四纪松散堆积物。天然而成的砂石，也称为天然砂。

　　人工成因：人类通过制砂机等设备把石料破碎而成的材料，称为机制砂。

　　四、建筑用砂的作用

　　在建筑行业中，砂作为一种基础材料，其重要性不言而喻。它广泛应用于各种建筑项目中，对建筑物的结构强度和外观质量都起着至关重要的作用。

　　混凝土是现代建筑的主要构成材料之一，而砂则是混凝土制备中不可或缺的组成部分。砂的主要作用是作为细骨料，与粗骨料(如碎石)和水泥混合，形成坚固的混凝土结构。砂的粒径、形状和化学性质都会影响混凝土的工作性能和最终强度。例如，合适粒径分布的砂能够提供更好的密实性和流动性，从而提高混凝土的抗压强度和耐久性。

　　除了混凝土制备外，砂在建筑施工过程中也发挥着多种作用。在砌筑工程中，砂被用作砌筑砂浆的主要成分，用于粘结砖块或石块，确保墙体的稳固性。此外，在抹灰工程中，砂与水泥等材料混合后形成抹灰砂浆，用于墙面的抹平和装饰。砂的细腻程度和均匀性对抹灰层的质量和外观效果具有重要影响。

　　五、建筑用砂的分布情况

　　在建筑行业中，河砂、海砂、沙漠砂与机制砂是四种常见的砂类。河砂广泛分布于内陆和沿海地区的江河湖等水域。海砂海砂主要来自海岸带、陆架和近岸浅海堆积体系，海岸带海砂与近岸浅海海砂同样具有以粗、粗砂为主，开采方便等特点，最适宜做建筑集料使用。中国的海砂资源大致可以分为两类，一类是分布在海岸和近岸海域的海岸海砂，另一类是分布在陆架浅海的浅海海砂。海岸海砂主要分布在山东、辽宁、福建、广东、广西、海南等省份;浅海海砂主要分布在台湾浅滩、琼州海峡东口、珠江口外等。沙漠砂主要存在于沙漠环境中，尤其在中国广袤的沙漠地区储量丰富。而机制砂的生产不受地域限制，只要有石头就可以通过加工生产出机制砂。

　　六、我国主要的建筑用砂矿区

　　我国建筑用砂矿区分布广泛，主要集中在广东、新疆、湖北、安徽、山西等省份，其中广东省以广州、云浮、阳江、汕尾为核心形成了密集的砂石产业集群，新疆的石河子市和吐鲁番市也有重要矿区，湖北省则以浠水县、蕲春县的大型项目为支撑，安徽省的池州长九项目储量达19.08亿吨，山西省吕梁市近期出让的12宗砂石矿总储量超12亿吨。此外，中国电建等大型企业在广东、湖北、安徽、海南等地布局，总砂石储备超89亿吨，设计产能超5亿吨/年，形成了以区域需求为导向、大型企业为支撑的资源开发格局。

　　七、建筑用砂的分类：

　　天然砂：包括河砂、湖砂、山砂及淡化海砂，以石英颗粒为主要成分，粒径分布受自然风化作用影响

　　机制砂：通过机械破碎、筛分硬质岩石制成，具有级配稳定的特性，需符合人工砂石粉含量等技术要求

　　混合砂：由天然砂与机制砂按比例混合而成，可调节细度模数以适配不同工程需求根据细度模数(μf)的数值范围划分为四级：

　　粗砂：μf=3.7～3.1(平均粒径>0.5毫米)

　　中砂：μf=3.0～2.3(平均粒径0.35～0.5毫米)

　　细砂：μf=2.2～1.6(平均粒径0.25～0.35毫米)

　　特细砂：μf=1.5～0.7(平均粒径<0.25毫米)

　　建筑用砂作为现代工业的“隐形基石”，其经济价值和社会影响力常被低估，实则与黄金一样贯穿人类文明进程。这种看似普通的材料，以石英颗粒为核心，通过自然风化或机械破碎形成，成为混凝土、砂浆和灰砂砖等建筑材料的灵魂成分。建筑用砂的“隐形”价值，恰似黄金的永恒魅力，虽不耀眼，却以坚实之躯承载着人类文明的重量，其影响深远而持久。