浅析机制砂在混凝土中的应用
城市化进程不断加快，混凝土在建筑中是不可缺少的原材料，但混凝土的生成需要大量的砂。

由于建筑中巨大的用砂量，许多地区的天然砂可利用资源逐渐减少，且天然砂的质量也在不断下降。

国家也下达相关保护要求，为了使得混凝土在建筑中可以良好发挥作用，满足现今日益增长的需求，解决当下建筑中所面临的困境。

对此根据这几年的使用和数据的积累我认为机制砂的各项数据对混凝土的影响应从以下几个方面来描述和探讨：
一、机制砂的颗粒级配和细度模数
机制砂是岩石经除土开采、机械破碎、筛分制成的，粒径在4.75 mm以下的岩石颗粒。

与天然砂相比，机制砂的颗粒表面粗糙、多棱角，细度模数大，级配不良，最明显是机制砂小于0.075mm的石粉含量高（这种石粉与天然砂中的泥粉有本质区别）。

机制砂的颗粒级配相对比天然砂普遍较粗，外表形状呈尖粒状不规则，而且细度模数基本都在3.0-3.2之间，其中筛孔边长在2.36mm和1.18mm 的百分比较高，反而在筛孔边长0.63mm的占比较少，且连续性较差，因此在混凝土的使用中需要较多的胶凝材料浆体来包裹填充，生产混凝土时砂率也相应提高，下面我们就以C35混凝土试配为例：
材料使用：1、滕州中联P.O42.5水泥，2、山东德信S95矿粉，3、国能徐州Ⅰ级粉煤灰，4、砂，5、山东5-25㎜碎石6、宏铭高效减水剂。

配合比用量（公斤/立方米）：
水泥：280，矿粉：80，粉煤灰：60，砂：710，石：1080，水：175，外加剂：9.2；
我们通过多组试验得出用天然砂的混凝土试配和易性良好，能满足混凝土各项性能要求，用机制砂代替20%的天然砂时，混凝土状态相对没有明显变化，状态良好；但是用机制砂代替50%的天然砂时状态发生了改变，流动性较差，粘聚
性差；同一配合比下全部使用机制砂试验时，混凝土就出现了明显的流动性差、
骨料外漏，石子堆积，包裹性较差、有轻微泌水现象，无法满足施工要求。

这时
的砂率为41%，当我们把配合比砂率提高到43％的时候混凝土的状态还不是很好，流动性稍差，保水性不好；当配合比砂率提到45%时，混凝土状态有了明显的改善，包裹性很好、流动度能达到560㎜、坍落度为180㎜、和易性良好能基本满
足泵送施工要求。

对此我们在使用机制砂的时候要适当地增加砂率这样才能保证
混凝土的和易性达到施工要求。

二、机制砂MB值对混凝土的影响
机制砂MB值对混凝土的影响很大，我们做的亚甲蓝试验：当MB值在1.0-
1.4时，所做混凝土试配的状态良好，当MB值为1.75-
2.0时，混凝土坍落度明
显变小，流动性较差，黏性较大，不能满足泵送混凝土的要求。

因此我们在使用
机制砂的时候一定要控制好MB值不应大于1.4，高了会影响混凝土的各项性能，
如强度偏低、混凝土容易出现缺水开裂现象、保坍性较差到工地坍落度损失过快
无法满足施工要求、耐久性也会受到很大影响。

三、机制砂中的石粉含量对混凝土和易性的影响
机制砂表面粗糙，棱角丰富、比表面积大，本不适应大流动性混凝土，易产
生离析影响混凝土的工作性。

但通过加天然砂进行物理改良，选用适宜的外加剂
起到减水剂引气作用；加之石粉活性润滑密实作用，又使混凝土的物理力学性能、耐久性能得到改善，通过系列的技术处理，解决了机制砂材质不足的矛盾。

即在
低水泥用量情况下，能配制工作性能优异的混凝土。

甚至水工混凝土要求石粉含
量不低于10%—15%，更有利于混凝土的耐久性。

在配制强度等级较高的混凝土时，对机制砂石粉含量要严格限制，因为高等级混凝土水胶比小，石粉的存在影响混
凝土的工作性，一般石粉含量限制在10%以下。

含石粉的机制砂混凝土，其凝结
时间比不含石粉的天然河砂混凝土有所缩短。

石粉有一定的活性，能起到惰性掺
和料的作用，分散水泥颗粒，降低水化热，混凝土含气量和泌水率都有所减小，
对保证混凝土质量有利。

四、机制砂对混凝土强度的影响
机制砂的石粉含量对混凝土强度确有影响，影响混凝土工作性的因素主要有：石粉对混凝土工作性能的影响。

石粉对混凝土也有利的一面，能起到润滑和填充。

石粉对混凝土也有弊的一面，容易影响混凝土的坍落度，主要是水泥、粉煤灰和
石粉三者颗粒之间可能发生的填充效应，使颗粒间的孔隙减少，孔隙水减少，自
由水增加，则拌合物浆体的流变性能增大，造成混凝土坍落度损失。

石粉对混凝
土力学性能的影响。

机制砂中的石粉在水泥水化反应中起晶棱作用和微集料填充
作用，增加了混凝土的密实度。

机制砂中石粉的增加使整个混凝土体系中粉体材
料的量增加，形成的浆体量也增加，混凝土有足够多的浆体去包裹集料。

同时在
水灰比和胶凝材料不变的情况下，增加石粉的用量会使整个的浆体变得粘稠，使
集料之间的粘结更为紧密，增加了它们的粘结强度，由此提高了混凝土的强度。

石粉对混凝土收缩性的影响。

五、机制砂混凝土耐久性的影响
我们通过对大量工地的跟踪与回访发现有些工程出现表面浮浆严重现象，经
判断应该是振捣时间过长使机制砂中的石粉大量集中在混凝土表面使表面回弹强
度偏低，但对其钻取芯样时强度正常。

还有就是机制砂混凝土的养护要求比天然
砂混凝土要求偏高，尤其是温度较高的季节，通过观察发现在养护时水分给足的
工程明显可以看到混凝土表面发青接近水泥颜色而有些工地由于没及时洒水养护
而出现表面有发白现象，严重影响混凝土的耐久性，这些原因基本上都是机制砂
当中的石粉引起的，因此机制砂在使用的时候一定要控制好石粉含量与MB值，
对于机制砂对混凝土耐久性的影响我们还需要不断地深入学习与探讨。

总结、
机制砂表面粗糙多棱角，细度模数大，石粉含量高，但其生产可控性
较强，可通过控制细度模数和石粉含量来生产出质量优良的机制砂；还应尽量选
取较小的砂率，以避免混凝土干燥收缩。

机制砂对水敏感，通过掺加高效减水剂
可配制出不同技术要求的混凝土以满足施工需要；配制低强度等级机制砂混凝土，石粉含量应控制在10%以内，同时应根据机制砂中石粉含量确定所采用水泥的等级。

因机制砂石粉含量较高，拌制混凝土时搅拌时间应适当增加30—60s，以使
搅拌均匀，改善机制砂混凝土的和易性，提高保水性和粘聚性；机制砂混凝土应加强早期湿养，养护时间应比天然砂混凝土延长2—3d。