机制砂在商品混凝土的应用

1、机制砂的发展现状

在国外发达国家机制砂的使用已经有几十年的历史了，机制砂被广泛的应用在建筑工程中，国外机制砂的研究使用已经应用标准已经比较完善。我国建筑工程机制砂的使用在上世纪六十年代已经开始了，但是大部分建筑工程还是使用江砂和河砂，在1973年我国国家建委制定了《机制砂混凝土技术规程》，机制砂应用范围慢慢扩大，然而，由于我国机制砂的技术规范还不够完善，实验材料还比较落后，我国的建筑行业还是比较依赖天然砂，许多机制砂的生产企业，为了迎合客户，使机制砂美观些，就会洗去石粉，影响到机制砂的质量。在机制砂中存在石粉是无法避免的，机制砂中存在适量石粉还是有必要的。机制砂中的石粉冲洗后，会带走一些细颗粒，这些细颗粒会影响到商品混凝土的和易性与工作性。在机制砂中掺入适量石粉可以起到填充的作用，可以大大提高低等级商品混凝土的强度，同时也改善了低等商品混凝土的性能。因此，在机制砂中掺入石粉并且对石粉的含量加以控制，可以有效提高机制砂商品混凝土的强度以及工作性能。我国生产的机制砂一般有两个形式，一个是专门生产的机制砂，其级配与细度模数都高于天然砂，砂砾的粒型与天然砂也非常相近，一个是用各种尾矿来生产的机制砂，是附带产品，这也是我国机制砂的主要形式。大部分是生产碎石之后产出的石屑，在加工与筛分之后制成机制砂。石屑制成的机制砂所需要的成本非常低，数量也比较多，级配与粒型不合格的石屑当作细骨料，会使得商品混凝土的和易性变差，强度也会变差，所以，许多人都会认为机制砂的质量差，无法代替天然砂，进而导致推广机制砂比较困难。其实，在选择机制砂时，只要选择那些使用先进设备与工艺制成的机制砂，还是可以完全代替天然砂的。

2、机制砂的特性

2.1 机制砂的性能

机制砂表面比较粗糙并且有棱角，因此拌制混凝土的和易性比较差，会使得商品混凝土的泌水率增大，但是，在机制砂中常常含有石粉能够改善商品混凝土的性能。在同一个施工现场，机制砂和碎石往往是由是同一个类型的母岩而制成的，两者的化学热能是一致的，在大面积混凝土施工技术里面更加明显。

2.2 机制砂规格

粒度级配优良的一种砂子，一个细度模数的砂子只可以对应一个级配的砂子，并且机制砂的细度模数与单筛余量是线性关系。一种类型的砂子要先经过试验来建立关系式，我们只要测定单筛余量就可以计算出细度模数。机制砂里面的石粉含量，会随着细度模数的变化而发生改变的，两者是呈反比例关系的。机制砂要是安装细度模数来划分的话，可以分为粗砂与中砂这两种规格，不大于0.075mm的机制砂颗粒就是石粉，一般按照机制砂的性质或者在商品混凝土中的作用来划分，与天然砂里面含泥量的性质是不一样的。

3、机制砂在商品混凝土的应用

机制砂与河砂在水灰条件一致的情况下，在机制砂里面小于0.075mm砂粉的含量一般在30%以下的时候，除了高等级混凝土抗压强度比河砂混凝土稍微低一些之外，其他的各项性能都比河砂要高，例如：抗折抗拉、抗压强度与钢筋粘结力等等。

3.1 机制砂商品混凝土的强度

商品混凝土强度是检测混凝土性能的一个重要指标，机制砂对商品混凝土强度的影响也是我们需要研究的一个问题。根据资料我们得知，在条件相同的情况下，机制砂商品混凝土要比天然砂混凝土的强度要高一些。主要是因为机制砂是由石灰石破碎而形成的，机制砂的主要成分是碳酸钙，碳酸钙在高浓度的氢氧化钙里面，机制砂的表面就会发生化学反应，天然砂里面二氧化硅的含量比较高，一般不会发生类似的化学反应。并且机制砂的质地比较硬，其表面比较粗糙，棱角比较多，可以大大提高界面黏结性。

3.2 机制砂商品混凝土的弹性模量

机制砂比较粗糙并且棱角多，在砂浆中机制砂颗粒有着骨架的作用，抑制了水泥石变形，以及骨料颗粒相互间的滑动。机制砂和水泥石之间有着良好黏结的界面，界面的孔隙就会比较少，应力集中就大大降低了。机制砂的密度比较多，空隙比较小，大大提高了商品混凝土的抗压弹模。经过研究我们得知，在水灰比与水泥用量一致的情况下，机制砂商品混凝土的弹性模量比普通混凝土要高许多。

3.3 机制砂商品混凝土的干缩性能

经过研究我们得知，和常规的细骨料相比，石粉的含量为16%的混凝土，其干缩率就会增加12.8%，石粉含量为20%的混凝土，其干缩率就会增加4.8%。石粉的含量在20%以下的时候，干缩率的增加就会减缓。石粉的含量大于20%的时候，干缩率就会迅速增大。也就是说干缩率会随着石粉含量的增加而提高，主要是因为石粉中这极细颗粒会随着石粉的含量增加不断增多，这种极细的颗粒在商品混凝土混合物中，可以增加水泥浆的含量，商品混凝土干缩主要是因为水泥浆干缩，所以，在单位体积内水泥浆增多，会导致混凝土的干缩率增加。

3.4 机制砂商品混凝土的抗渗性

商品混凝土的抗渗性是和混凝土孔结构有关系的，机制砂里面的石粉被认为是商品混凝土中提高抗渗性最主要的原因。有一种说法在机制砂里面石粉仅仅只是一种填料，虽说石粉并不具备活性，但是，其有效提高了商品混凝土密实性，提高了水泥石和骨料界面的黏结。还有人认为石粉可以有效改善水泥石孔隙的结构，来提高商品混凝土的抗渗性。

3.5 机制砂商品混凝土的抗冻性

我们在配制商品混凝土的时候，用50%的石屑来代替自然砂用以提高商品混凝土的抗冻性，还取得了很好的效果。经过试验我们得知，使用石屑来代替自然砂在经过200次冻融循环之后，比起没有代替的强度要少约10%。石粉的应用有效改善了商品混凝土毛细孔的结构，进而大大提高了商品混凝土的抗冻性。

3.6 机制砂商品混凝土的耐久性

我们根据普通混凝土的耐久性的试验标准来检测机制砂商品混凝土，商品混凝土抗压强度试验的荷载，使用受压稳定脉冲的荷载试验荷载，其循环的次数一般为二百万次，下限的应力和上限的应力的比值大约是0.15。在这个条件下，可以承受二百万次的反复荷载均不会造成破坏。经过试验我们得知，机制砂商品混凝土可以满足耐久性要求，机制砂商品混凝土可以满足技术规范的要求。机制砂商品混凝土的工作性，抗渗性、强度、抗冻性以及耐久性等等，这些方面均体现出优越性，特别是在低标准的商品混凝土当中，石粉充当了微集料的填充作用，有效改善了商品混凝土孔隙的结构，使得机制砂商品混凝土在许多方面都高于自然砂商品混凝土。机制砂商品混凝土掺入料的应用，可以有效满足商品混凝土拌和物的性能。

4、结束语

总而言之，砂石是商品混凝土材料重要的组成部分，严重影响到整个建筑工程的质量。在天然砂缺乏的地方，机制砂在商品混凝土中的应用是非常可行的，其试验效果也非常显著。机制砂的应用不仅仅提高了商品混凝土的性能，还大大降低了成本，为我国建筑行业发展做出了相应的贡献。

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