0、前言
随着经济的发展，建筑业发展极为迅速，作为建筑材料的混凝土需求急剧增加，天然砂是组成混凝土的必需材料之一，需求量也越来越大，江苏地区位于长江中下游地区，由于这几年长江砂禁止开采，天然砂的价格连连上升，由原先的三十多每吨涨到六、七十元每吨，好的赣江砂一度涨到八十多每吨，商品混凝土的成本也大幅增加，因此寻求一种可以替代天然砂的混凝土细骨料资源迫在眉睫，因此机制砂是一种极好的后备资源。
机制砂已在水利水电等混凝土工程中大量应用，但在泵送商品混凝土中应用的很少，本文就机制砂的性能以及在泵送商品混凝土中应用进行研究。
1、机制砂的特点
在南通及周边地区未有专门生产机制砂的厂家，机制砂均是生产碎石过程中的剩余物，品质相差很大，有的片状较多，有的石粉含量高达30%~40%，我们选用品质较好的机制砂来进行研究试验。
2 、机制砂的级配
机制砂颗粒尖锐，多棱角，表面粗糙，细度模数多为3.0以上，与天然砂相比，机制砂的颗粒级配较差，导致混凝土的和易性较差，容易引起混凝土的外观质量缺陷，但是可用天然砂对机制砂的级配进行调节，调节后可以明显改善混凝土的和易性，防止外观质量缺陷。下表为四种机制砂的颗粒级配：
表1：四种机制砂的颗粒级配
序号
各筛累计筛余百分比（%）
粉末小于0.08的百分比（%）
细度 模 数
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
1
2
61.8
69.8
77.6
87.8
88.2
10.8
3.8
2
1.6
44.6
80.8
91.8
96.8
99
1.0
3.3
3
1.8
30.8
80.4
84.6
88.4
90
10.0
3.6
4
1.2
26
43.4
74.2
79.8
82
17.3
3.0
由上表可以看出机制砂的级配偏差较大而且超标严重，需重新加工或掺自然细砂加以调节，机制砂筛余0.3mm以下所占比例较小在10%左右有的更少，但是在泵送混凝土建筑用砂规范中要求通过0.3mm筛孔的筛余不小于15%，而自然细砂的粒径在0.3mm以下的居多，细度模数一般在1.6左右，因此与机制砂复合成混合砂可以得到较好的级配，现将表1中的第三组机制砂掺入1.6的自然细砂，掺量为20%、30%、40%、50%，掺后级配如下表：
表2：自然细砂级配
各筛累计筛余百分比（%）
小于0.16
（%）
细度 模数
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
0
2.4
7
16
48.8
89.6
10.2
1.6
表3：混合砂级配
掺量
（%）
各筛累计筛余百分比（%）
细度 模数
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
小于0.16
20
1.8
25.2
59
64.2
76.8
92
7.8
3.1
30
1.6
21.2
47.4
54
71.8
91.6
8.2
2.8
40
1.4
16.4
40
48.2
67.7
90.8
9.0
2.6
50
1.4
13.8
28.6
39.2
60
89.9
10.2
2.3
由上表可以看出机制砂在跟自然砂混合后，颗粒的级配得到了明显改善，在掺入20%的细砂后，细度模数就降到了3.1就已经达到了中砂偶的标准，当掺量在30%时，细度模数为2.8适合拌制高标号的砼，当掺量在40%时，细度模数为2.6正好适宜拌制普通混凝土，而且级配得到很大改善，完全可以替代天然中砂来拌和混凝土。
3、机制砂中的石粉
机制砂由碎石破碎而来，所以石粉是机制砂组成成份之一， 石粉和泥的粒径虽然都小于0.075,但是成份不同，细度也不同，泥的颗粒大多小于0.016mm而石粉的颗粒基本在0.016~0.075mm之间。泥吸附在砂的表面，妨碍砂与水泥的粘结；而适量的石粉可填充在水泥、细砂的空隙之间，增强机制砂混凝土的工作性能。www.tmgc8.com
3.1石粉对混凝土拌合性能的影响
机制砂由于颗粒外形多棱角，在拌合混凝土时会造成混凝土流动性、粘聚性、保水性差，影响混凝土的工作性能，由此适量有石粉有利于改善混凝土的和易性，现用不同石粉含量的机制砂拌和混凝土来做试验，试验配比如下表：
表4：试验配比
水
水泥
砂
石子
粉煤灰
外加剂
180
296
769
1061
74
5.18
注：水泥为常州金峰42.5普通硅酸盐水泥 、石子为5~31.5连续级配、粉煤灰为二级灰、外加剂为高效减水剂
试验结果如下表：
表5：混凝土拌和性能
编号
石粉含量（%）
和易性
初始坍落度
1h后坍落度
A
2.6
差
175
150
B
5.8
较差
180
150
C
11.3
好
185
155
D
18.1
较好
165
125
以上试验看出，机制砂中石粉含量低于5%时，混凝土和易性较差，主要表现为泌水、粘聚性差、流动性差。砂中石粉含量在11%左右时，混凝土和易性较好,相应的初始坍落度和1h后坍落度保留值都比较理想,能够满足施工需要。砂中石粉含量在18%以上时，混凝土和易性也能满足施工要求，但是混凝土较粘稠而且坍损较大，在泵送和施工过程中存在阻力大的问题。
4、机制砂对混凝土力学性能的影响
混凝土的耐久性是检验混凝土质量的一个重要指标，因此对机制砂混凝土力学性能的检测也是十分必要的。现对机制砂混凝土和天然砂混凝土的抗压强度进行比较（细度模数都是2.7），试验配比用表4
表6：混凝土抗压
类别
设计强度
3d抗压强度
7d抗压强度
28d抗压强度
机制砂
C30
15.6
28.5
40.4
天然砂
C30
14.8
28.1
38.9
由表中可以机制砂混凝土的抗压强度要比天然砂的要高，这是因机制砂表面粗糙、棱角尖锐、形体是不规则多面体、且表面洁净，而天然砂表面圆滑、多带泥浆，所以机制砂在与胶凝材料胶结时比天然砂更具有握裹力。再加上机制砂比天然砂密度大，在振捣时更易下沉，机制砂中的石粉又起到微集料效应，填充了混凝土中的孔隙，这样混凝土就更加密实，强度就更高。
5、经济效益
由于机制砂与自然中砂价格相差较大，现机制砂价格在43元左右，而赣江中砂价格在70元左右，自然细砂在50元左右，现以机制砂30%的掺量加入到混凝土中，每方混凝土可以节约15元左右，如果年生产混凝土10万方混凝土，并可节约生产成本150万元，用机制砂生产C35以上等级混凝土机制砂用量高经济效益更可观。
6、总结
（1） 机制砂颗粒级配超标严重，需重新加工或掺入自然细砂调节级配，完全可以达到商品泵送混凝土的使用要求。
（2） 机制砂中的石粉含量在一定的范围内对混凝土有利，填充混凝土空隙中提高了混凝土的强度。
(3) 机制砂作为一种新能源，运用在商品混凝土上，在成本控制上能降低商品混凝土的生产成本，因此将在商品混凝土中使用越来越广泛。（俞东兴 无锡华璞商品混凝土有限公司
）
参考文献
[ 1 ]GB/T 14684—2001,建筑用砂[S].
[ 2 ]鲁敏芝,湛发益.浅谈机制砂混凝土的应用与发展[J].山西建
筑, 2006, 32(10): 172-173.
[4]陈家珑.人工砂-新型建设用砂[J].新型建筑材料.2002(6)
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