天然砂的資源是有限的，長期大量的采挖會破壞生態(tài)、影響環(huán)境，機(jī)制砂可以從中取代部分天然砂，又解決了資源環(huán)境問題，還降低混凝土的成本。

機(jī)制砂的利用趨勢

機(jī)制砂又叫人工砂，是巖石開采、機(jī)械破碎、篩分而成的，公稱立徑小于5mm的巖石顆粒粉末，因為其中含有少量泥，現(xiàn)在有許多設(shè)備可以對其進(jìn)行了沖洗。砂是混凝土的主要材料，隨著建筑業(yè)的發(fā)展，砂的用量越來越大，質(zhì)量要求越來越高，天然砂資源卻越來越少，機(jī)制砂的利用可以減少天然砂的資源，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。

機(jī)制砂的特點

機(jī)制砂的主要特點有：機(jī)制砂由于經(jīng)過破碎處理，其顆粒呈不規(guī)則的形態(tài)，比表面積比天然砂要大；機(jī)制砂石質(zhì)堅硬；機(jī)制砂的顆粒級配不規(guī)格，細(xì)度模數(shù)偏高，多為3.0以上，1.25mm以上顆粒一般占總量的48～55％，0.315～0.16mm顆粒占10％左右。

加之機(jī)制砂棱角多，表面比較粗糙，單獨用于混凝土很難滿足其工作性要求，可將之與天然砂進(jìn)行摻配使用，以填充顆粒級配的中間部分，使機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)和級配符合要求。機(jī)制砂中含有的石粉和泥的立徑雖然都小于0.075mm，但是他們的成分不同，細(xì)度相差也較大，泥顆粒大多小于0.016mm，而石粉顆粒大都在0.016～0.075mm之間，泥吸附在砂的表面，妨礙砂與水泥的粘結(jié)，而適量的石粉可以填充在水泥、細(xì)砂的空隙之間，增強(qiáng)機(jī)制砂混凝土的工作性。在機(jī)制砂生產(chǎn)過程中為能出去大不部分石粉，往往將300mm以下顆粒清除了大部分，從而導(dǎo)致機(jī)制砂顆粒級配不好，細(xì)度模數(shù)偏大，這時就要和天然砂配合使用，以保證混凝土的和易性等性能。

機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用

普通混凝土及高強(qiáng)度泵送混凝土均可采用機(jī)制砂配制，在嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量和嚴(yán)格按照配合比設(shè)計施工的前提下，配制的機(jī)制砂混凝土可以保證混凝土的和易性、流動性、可泵性、強(qiáng)度、抗?jié)B等性能，同時還可以保證混凝土不開裂。

機(jī)制砂與天然砂細(xì)度模數(shù)的搭配

機(jī)制砂可以與細(xì)度模數(shù)在1.7～2.5的天然砂搭配使用，其中機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)在3.0～3.8之間，天然砂細(xì)度模數(shù)在1.8～2.2之間搭配出來的效果最佳。無論從混凝土坍落度和易性及強(qiáng)度看，這種搭配都能發(fā)揮最好的效果。對于一些非泵道路等工程，在不妨礙施工的前提下，機(jī)制砂摻量偏多，和易性偏差，其強(qiáng)度有明顯的下降。

從表1中可以看出，在配制C25及以下混凝土?xí)r，機(jī)制砂取代天然砂的比例宜為20％～25％左右。C30～C40(含C40)混凝土機(jī)制砂取代天然砂比例宜為30％～40％左右。C40以上混凝土機(jī)制砂取代率比例宜為40％～50％左右。即在高的混凝土強(qiáng)度等級如何使用機(jī)制砂，需要進(jìn)行試驗、適配。

關(guān)與機(jī)制砂大摻量以C50簡單做了強(qiáng)度試驗，在相同配合比條件下，機(jī)制砂大摻量對混凝土強(qiáng)度的影響，天然砂：機(jī)制砂按照1：0、8：2、6：4、4：6、2：8、0：1的比例進(jìn)行試驗，試驗得出在6：4之前強(qiáng)度出現(xiàn)遞增，而在6：4以后則出現(xiàn)了強(qiáng)度下降，當(dāng)機(jī)制砂為80％、100％時強(qiáng)度下降達(dá)到天然砂3～4％的強(qiáng)度，同時坍落度也隨之下降，本實驗針對我公司使用的機(jī)制砂做出的結(jié)論，各地方機(jī)制砂的質(zhì)量有所不同，為保證機(jī)制砂混凝土的質(zhì)量，使用過程中要注意對機(jī)制砂的顆粒級配、細(xì)度模數(shù)、石粉含量、泥塊含量、松散堆積密度、堅固性進(jìn)行檢測，加強(qiáng)機(jī)制砂的抽檢頻率，進(jìn)一步保證機(jī)制砂的質(zhì)量。

機(jī)制砂混凝土的需水表現(xiàn)

由于機(jī)制砂表面粗糙，雖然經(jīng)過一定的沖洗，但還有一少部分石粉含量，即使在低等級混凝土的配合比中，與天然砂相比其用水量偏高。但在相同的材料的基礎(chǔ)上，機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度高于天然砂混土強(qiáng)度。機(jī)制砂配制混凝土每方增用水5～10kg，相應(yīng)水膠比增加0.01～0.02。用機(jī)制砂與天然砂配制混凝土?xí)r，砂率宜比天然砂混凝土的砂率高1～2％。

影響機(jī)制砂混凝土的相關(guān)因素

機(jī)制砂的用水量影響：機(jī)制砂的用水量除了機(jī)制砂本身的成分有關(guān)，最重要與機(jī)制砂中石粉含量有關(guān)。
當(dāng)石粉含量為0～4％時，對于機(jī)制砂用水量無明顯增加，石粉含量4～6％時，用水量增加0～5kg，石粉含量6～10％時，用水量增加5～10kg，石粉含量10～15％時，用水量增加10～20kg。隨著機(jī)制砂中石粉含量的偏高，其用水量也相應(yīng)增加，導(dǎo)致混凝土的水膠比發(fā)生變化。

機(jī)制砂壓碎值對強(qiáng)度的影響：對于相關(guān)不合格的石材生產(chǎn)的機(jī)制砂由于石材本身的強(qiáng)度偏低。導(dǎo)致機(jī)制砂的壓碎值標(biāo)過大，對混凝土強(qiáng)度會帶來一定的不利影響。因此我們在對機(jī)制砂的檢測中應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求檢測。

機(jī)制砂對混凝土物理性能的影響

通過大量的試驗證明，機(jī)制砂混凝土的抗折、抗壓、彈性模量均接近或高于相同配合比(在相同的材料情況下)的天然砂混凝土，另外在試拌混凝土的過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)制砂的摻入增加了用水量，機(jī)制砂混凝土比天然砂混凝土的初凝時間延長10～25min。對于符合石粉含量要求的機(jī)制砂摻入混凝土中，機(jī)制砂混凝土中水泥水化程度高于天然砂混凝土，密實性好，因此機(jī)制砂混凝土其徐變性能好于天然砂混凝土。由于其密實性好，因而機(jī)制砂混凝土的抗凍融能力也優(yōu)于天然砂混凝土。

結(jié)束語

隨著國家基本建設(shè)的不斷深入和環(huán)境資源保護(hù)的日益加強(qiáng)，自然資源已不能滿足工程的需求，機(jī)制砂的利用有效的解決天然砂緊缺的現(xiàn)狀，通過對機(jī)制砂的特點和對拌合物的性能影響，作了簡單的分析和試驗，機(jī)制砂混凝土的配合比對混凝土的各種性能，如和易性、力學(xué)性能、彈性模量、耐久性和混凝土表面質(zhì)量都有非常重要的影響，對機(jī)制砂混凝土的收縮徐變性能、抗凍性能以及抗?jié)B性能等耐久性指標(biāo)在今后的工作中應(yīng)不斷加強(qiáng)研究，以完善機(jī)制砂混凝土的各項指標(biāo)，使其在工程中得以廣泛的應(yīng)用。