机制砂参数及对透水性混凝土性能的影响你又知道多少？

机制砂参数及对透水性混凝土性能的影响你又知道多少？随着建筑工程量的规模日趋增大，河砂的需求量也相应增加，透水性混凝土河砂资源的逐渐枯竭，严重制约混凝土企业的发展，机制砂的使用成为混凝土企业新的原材料。由于我国地域广阔，生产机制砂的母岩种类繁多，造成机制砂的质量参差不齐，本文从机制砂的基本性能特点出发，探索机制砂母岩、值和石粉含量等因素对混凝土质量的影响，为合理选择机制砂提供一些建议，供大家参考。

    机制砂是由机械破碎，筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩，风化岩的颗粒。选择和使用机制砂时首先要确定机制砂的岩石颗粒坚硬，不含有软颗粒和风化颗粒。

1、机制砂的基本特点

（1）机制砂是利用当地的原材料或者生产石子的下脚料，再用制砂机经行生产，通过对制砂设备的调整生产出质量稳定、级配合理的机制砂。用性能良好的制砂设备生产出来的机制砂，级配、粒形、细度模数优良，可以全部替代河砂配制混凝土，但由于各地制砂设备和工艺的不同，生产的机制砂在粒形和级配上差别很大。再加上有些碎石生产厂家，将生产石子的下脚料进行简单的筛分，就按照机制砂出售。这种所谓的机制砂级配很不合理，一般“两头大，中间小”，配制的混凝土保水性差，易离析泌水。在使用的制石厂的下脚料生产的机制砂配制混凝土时，应采用与河砂复配的办法调整细骨料的级配，或者适当提高砂率并适当降低矿物掺合料用量。

（2）目前采用制砂设备生产出来的机制砂细度模数为3.0~3.5，属于中粗砂，粗颗粒太多，<300µm 颗粒太少。从生产实践的统计来看，机制砂中大于2.36mm颗粒超标严重，一般超标15%以上；<0.15的颗粒超标10%左右；中间颗粒（0.30mm~1.18mm）偏少20%左右，机制砂的级配勉强复合I区或II区砂的技术要求。从表观上看出来粗颗粒，就是细颗粒石粉，尤其是石粉含量稍微大一些时，从远处看就是全部粉状，造成很多混凝土生产厂家技术人员不敢使用。

（3）机制砂是通过制砂设备破碎而成，造成机制砂颗粒棱角较多，表面粗糙，比表面积大。造成配制混凝土时需水量较河砂配制混凝土的用量大，且流动性差，混凝土泌水率增加。但由于机制砂的表面粗糙，粘结力大于河砂，即使水胶比提高0.03左右，强度也不会低于河砂配制的混凝土强度，再加上机制砂中适量的石粉含量可以弥补机制砂易泌水的不足。

    随着河砂资源的日趋枯竭，机制砂设备的进步，使机制砂质量进一步提升，技术人员对机制砂在混凝土中使用的认识逐渐深入，使用机制砂代替河砂制备混凝土会逐步成为现实。

2、机制砂岩性对混凝土性能的影响

1）机制砂母岩对混凝土工作性和强度的影响

    采用石灰岩、玄武岩和片麻岩三种岩性的母岩生产的机制砂配制配制 C20、C30 和 C50三个强度等级的混凝土，试验所用混凝土配合比见表4-1。

    试验采用石灰岩、玄武岩、片麻岩三种不同岩性的母岩磨制的机制砂配制 C20、C30 和 C50 三种不同强度等级的混凝土混凝土进行对比实验，混凝土和易性实验数据见表 4-2。

    从表4-2可以看出，不同岩性的机制砂对混凝土的工作性并没有显著的差异，也就是说只要机制砂母岩合格，均可以配制出工作性良好的混凝土。不同岩性的机制砂配制的混凝土，随着混凝土强度等级的提高，混凝土的和易性也逐渐改善。

    在混凝土结构中，粗细骨料与水泥石共同作用成为一个整体，主要依靠骨料和水泥石之间的粘结力。这种粘结力主要由三部分构成：①混凝土中水泥颗粒水化作用形成的水化产物对骨料表面产生化学胶结力；②水泥石硬化时体积收缩，对骨料握裹产生摩擦力；③由于骨料表面凹凸不平，骨料与水泥石之间的机械咬合作用而形成挤压利。一般来说，混凝土的强度与三个因素有关，水泥石的强度，粗细骨料的强度以及水泥石和粗细骨料之间的粘结力（过渡区强度）；粘结力的大小与混凝土的抗压强度成正比关系。从表4-2的试验结果来看，不同岩性机制砂配制的混凝土各龄期强度均相差不大，由此可见，机制砂的岩性不是影响混凝土强度的根本因素。

（2）麻刚沙对混凝土性能的影响

    在不同的地区，商品混凝土生产采用的机制砂由于母岩的差异，使得机制砂的质量存在一定的差异。即使是同一机制砂厂家生产的机制砂，在不同的批次也会出现细度模数、石粉含量以及值等技术指标的差别。造成在混凝土配合比不变的情况下，混凝土质量出现波动，使得混凝土质量的控制难度加大。因此，很多商品混凝土企业技术人员把机制砂和河砂复合使用，以稳定混凝土质量。

    麻刚沙（图1）是是使用风化的麻刚石进行机械破碎形成的一种颗粒形状满足机制砂要求的风化砂，颜色常呈暗红褐色、黄褐色、红褐色，颗粒表面有白色石灰类的物质，用手可将白色物质捻成粉状，部分较大的风化颗粒可以用手掰开。麻刚沙粗颗粒棱角分明，用手搓有锥刺感，级配分布明显呈现大于2.36mm和小于0.30mm的颗粒较多，中间颗粒减少。风化石和麻刚石生产的机制砂，含有较多的松软颗粒和风化颗粒，对混凝土的工作性、强度和耐久性将产生不利的影响（见表2）。

从试验结果可以看出，使用麻刚沙生产的混凝土坍落度损失较快，1h坍落度损失90mm，扩展度全部损失，混凝土失去流动性。麻刚沙配制的混凝土各龄期的强度均低于河砂配制的混凝土强度，而且随着混凝土龄期的增加这种差距逐渐增大。麻刚沙配制的混凝土碳化深度明显大于同龄期河砂配制的混凝土碳化深度，且随着龄期的增长，差别越来越大。