(新)机制砂与天然砂在混凝土配制中的应用
机制砂在水泥混凝土中的应用
机制砂在水泥混凝土中的应用摘要：天然砂是短时期内不可再生资源的一种地方性材料，且不宜长距离运输。
国家政策对环境保护力度的逐步加强，也使天然砂的资源短缺、供不应求，价格也越来越高, 在施工高峰期甚至出现了无天然砂可用的局面，直接影响了工程建设的进展。
而机制砂资源丰富、取材方便、成本低廉、质量稳定，是很好的建筑材料。
近年来，已经有一些地区在生产和使用机制砂，这一行业已成为一个即传统而又崭新的创业领域。
本文主要简述了机制砂的定义和性能，并分析和探究了机制砂在水泥混凝土中的应用影响因素和对策。
关键词：机制砂；水泥混凝土；应用1.机制砂的定义和性能1.1定义机制砂也可称为人工砂机制砂也可称为人工砂，因为它是在经过除土处理后再经过机械破碎经过机械破碎、筛分等步骤而制成的粒径岩石、矿山尾矿或者工业废渣颗粒工业废渣颗粒，这些颗粒的粒径大都小于44.75mm。
在进行机制砂生产工作时制砂生产工作时，总是会产生一些石粉。
这些石粉与天然砂中的泥粉并不同中的泥粉并不同，虽然石粉和机制砂都是生于同一种母岩，而且矿物成分也相同且矿物成分也相同，但是它们的颗粒分布却并不相同[1]。
1.2机制砂总体性能机制砂的总体性能概括出来其实主要就是五点机制砂的总体性能概括出来其实主要就是五点：①表面粗糙粗糙，棱角丰富，颗粒形状差，所产生的磨阻力大，导致混凝土流动阻力大流动阻力大，因而需要以胶凝材料作为润滑剂；②机制砂由于生产的原因生产的原因，所以它的表面积就会比自然砂要低很多。
所以，即使两者处于同样环境即使两者处于同样环境，机制砂对于混凝土的工作性能影响远远大于自然砂远远大于自然砂。
与此同时，这也会增大了集料与水泥浆的粘合力粘合力；③机制砂中的的石粉通常是由同一产地同一母岩而制成的制成的，所以它具有活性矿物作用，有利于防止混凝土的温度应力裂变应力裂变，从而可以增强混凝土和易性，延缓大体积混凝土热值的提前出现值的提前出现；④机制砂的级配不良机制砂的级配不良，经常会导致两头多中间少的问题少的问题。
机制砂与天然河砂混合使用实施方案
关于机制砂使用实施方案〔初稿〕一、现状调查砂是混凝土组成的主要材料,随着日照市建筑业发展和对建筑工程质量的重视,建筑市场用砂数量越来越大 ,而天然沙资源紧张、质量下降、采购成本高等问题日趋严重,天然河砂的含泥量由原来的3%左右上升到现在的6%甚至更高，严重影响混凝土的质量以及耐久性，由此引发的工程质量问题日趋严重,建筑用砂的质量和数量对建筑市场的影响日益明显。
为了更好的顺应工程需要合理实行机制砂与天然河沙搭配使用是势在必行的，使用混合砂可以有效解决单独使用天然砂砂源不稳定质量波动大的问题，更能够降低成本，有效的利用资源。
二、机制砂的特点机制砂中石粉含量相对较高；机制砂由于经过破碎处理，其颗粒呈不规则的形态，而且机制砂的比外表积相比河砂更大；机制砂的粘结性能较好，石质坚硬；化学成份与母材、碎石一致，对混凝土无负面作用，适合做高强混凝土；机制砂的颗粒级配、细度模数可以调整：可以根据工程的需要，结合母材的特点和混凝土的要求，调整机制砂的细度模数和颗粒级配。
而河砂一般为天然形成，人工调整级配比较困难；机制砂表观密度一般比然河砂大;机制砂颗粒尖锐，多棱角，外表粗糙，细度模数多为3.0以上，宜控制在2.8～3.3之间，与机制砂相比，天然砂颗粒浑圆，外表光滑，天然中砂细度模数多为2.5～3. 0，级配较好，对混凝土的工作性十分有利，机制砂的颗粒级配稍差，大于2.5 mm和小于0.08 mm的颗粒偏多，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。
机制砂母材不应具有碱集料反应活性，不宜低于80MPa。
但是，机制砂的缺点可以通过选择合适的碎砂设备、合理利用砂中含石粉量、调整砂率，以及选用合适的外加剂等措施来克服。
机制砂中含有的石粉和泥的粒径虽然都小于0.075 mm，但是他们的成份不同，细度相差也较大。
泥颗粒大多小于0.016 mm，而石粉颗粒大都在0. 016～0. 075 mm之间。
泥吸附在砂的外表，阻碍砂与水泥的粘结；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。
机制砂和天然细砂复合配置混凝土的强度性能
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第１ １卷 第 ４期
２ ０ １ ３ 年 ８ 月
福 建工 程学 院学 报
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机制砂与天然砂在混凝土配制中的应用
机制砂与天然砂在混凝土配制中的应用因为机制砂由制砂机破碎、筛分制成，颗粒形状粗糙尖锐、多棱角，通常用它来配制混凝土砂率比天然砂混凝土大；并且机制砂颗粒内部微裂纹多、空隙率大、开口相互贯通的空隙多、比表面积大，加上石粉含量高等特点，与天然砂混凝土相比，有其自身的特点。
1、机制砂原材加工制作根据贵州省基本建设中贯彻“因地制宜”就地取材，贵州省地方标准DB 24/016-2010山砂混凝土技术规程要求。
所以采用振动给料机加工，石料由振动料机均匀的送到颚式破碎机粗破，粗破后的块石由胶带输送机送到制砂机二次破碎，细碎后的物料送到振动筛进行4.75mm以下套筛分，得到的成品颗粒应符合规范要求。
对于粉尘含量的控制，应配备分离机和除尘设备。
2、机制砂与天然砂工作性对比机制砂与天然砂相比，由于有一定数量的石粉，使得机制砂混凝土的和易性得到改善，可在一定程度上改善混凝土保水性、泌水性、粘聚性，使得混凝土易于成型振捣。
这些作用在低标号混凝土中特别明显，尤其是在实行水泥新标准之后，水泥强度普遍提高。
配制混凝土时很难解决强度富裕过大与工作性之间的矛盾，机制砂中的石粉很好地解决了这个矛盾，即在低水泥用量情况下，配制出工作性符合要求的混凝土。
甚至在碾压混凝土中要求机制砂砂中的石粉含量不低于12％，以利于混凝土的碾压成型。
中国工程院谭靖夷院士还提出:“碾压混凝土必须使用高石粉含量的砂子”。
但在高标号混凝土中，对机制砂中的石粉均进行了严格的限制，因为在高标号混凝土中水灰比较小，石粉的存在严重影响了混凝土的工作性，一般机制砂砂中石粉含量限制在7％（贵州地方标准）以下。
含石粉的机制砂混凝土，其初、终凝时间比不含石粉的天然河砂混凝土有所延长，一般可延长50～120min，并认为主要是由于石粉没有活性，在混凝土中只起到一种隋性掺合料的作用，分散水泥颗粒，降低了水泥的水化热。
含气量和泌水率都减少，对混凝土的质量有利。
3、混凝土强度比较强度是混凝土作为结构材料的一个重要依据。
机制砂在混凝土中的研究
机制砂在混凝土中的研究俞东兴无锡华璞商品混凝土有限公司[摘要] 机制砂是碎石生产过程的剩余物或经过简单加工的石屑。
本文经过对机制砂的研究，将机制砂与天然砂混合应用到混凝土中，对混凝土的各项性能进行研究。
通过试验表明，混合砂完全能达到普通商品混凝土级配设计要求。
[关健词] 机制砂级配石粉混凝土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：自然细砂级配表3：混合砂级配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。
机制砂在混凝土工程中的应用分析
机制砂在混凝土工程中的应用分析机制砂在混凝土工程中的应用分析摘要：本文通过采用配合比对照法，研究天然砂与机制砂在混凝土工程中的优劣。
分析机制砂与天然砂的特性在混凝土强度、弹性模量、干缩性、抗冻性方面的影响。
结果表明：在满足用砂性能指标的前提下，优质机制砂与天然砂一样进行混凝土施工生产是可行的。
关键词：机制砂；天然砂；混凝土耐久性强度；弹性模量；干缩性；抗冻性Abstract: this article through the use of proportion control method, the natural sand and mechanism sand in concrete engineering are compared. Analysis of mechanism sand and the characteristics of the natural sand in concrete strength, modulus of elasticity, dry shrinkage, frost resistance effects. The results showed that the meet with sand performance of the premise, the high quality mechanism sand and natural sand as concrete construction production is feasible.Keywords: mechanism sand; Natural sand; The durability of concrete strength; Modulus of elasticity; Dry shrinkage; Frost resistance中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）引言砂作为混凝土主要材料中的一种，分为天然砂和机制砂两大类。
机制砂在混凝土中的应用分析
机制砂在混凝土中的应用分析发布时间：2023-03-16T09:11:56.126Z 来源：《建筑实践》2023年第1期作者：刘明亮[导读] 机制砂是一种能够充分取代自然砂的人造材料刘明亮广东长大试验技术开发有限公司广东省511431摘要：机制砂是一种能够充分取代自然砂的人造材料，目前在混凝土中得到了广泛应用，优势明显。
随着科技的发展和工程质量要求的不断提高，混凝土的质量尤为重要而影响混凝土质量的因素主要有工程材料质量和施工工艺等。
基于此，本文对混凝土中已经广泛取代自然砂的细骨料机制砂进行探讨。
对机制砂在混凝土中的应用与检测展开分析，提出科学合理的工程质量优化方案。
关键词：机制砂；混凝土一、机制砂概述机制砂主要指使用制砂机及其他辅助设备加工制成的一种砂子，成品十分规则，另外也被称作人工砂。
在具体加工阶段，能够结合不同工艺需求进行针对性加工，生成规格、大小不同的砂子，满足施工要求。
尤其是对天然砂资源匮乏的地区，机制砂具备明显的优势，具有广阔的发展空间。
随着科技水平的不断提高，机制砂的生产线具备自动化程度高、成本低、破碎率高、优产高产、污染小、维护检修便利等优势，能够充分满足工程砂的应用标准，并且粒度均匀、形状、级配合理。
本文对机制砂在混凝土中的应用及本身的材料特性进行分析，探讨机制砂的母岩岩性、外观特性、颗粒级配、石粉含量等方面对混凝土的工作性能与强度的影响。
二、混凝土中机制砂的影响1. 母岩岩性我国各地区的机制砂性能差异明显，主要体现为对混凝土工作性能的影响，其母材的特性是主要的影响因素之一。
不同岩性的机制砂在混凝土中的影响有所不同，以玄武岩、花岗岩为母岩制作而成的机制砂质地坚硬，相较于天然砂对混凝土的强度有明显的提高。
以石灰岩、凝灰岩为母岩制作而成的机制砂石粉含量较多，对混凝土工作性影响较大。
2.外观特性和颗粒级配通过水洗筛分的方法能够有效去除机制砂中存在的石粉，之后对机制砂中的不同级配中值进行合理调整，使其能够尽量接近自然砂的级配中值。
机制砂在混凝土工程中的应用技术要点
一、概述机制砂是一种用于混凝土工程中的重要材料，它具有粒径均匀、力学性能优良以及耐久性强等优点，因此在混凝土工程中得到了广泛的应用。
本文将围绕机制砂在混凝土工程中的应用技术要点展开探讨。
二、机制砂的物理特性1. 粒径分布：机制砂的粒径一般在0.15mm～4.75mm之间，其粒径分布均匀。
2. 表面型态：机制砂表面光滑、无角、无裂纹，具有良好的形状和表面性质。
3. 密度：机制砂的密度较高，一般在2600kg/m³以上。
4. 吸水率：机制砂的吸水率低，其饱和密度较高。
三、机制砂在混凝土配合比中的应用1. 替代天然砂：机制砂可作为天然砂的替代品，用于混凝土的配合比中，以达到所需的工作性能和强度要求。
在一定条件下，机制砂可取代一定比例的天然砂，提高混凝土的抗渗、抗压性能。
2. 控制砂的用量：在混凝土配合比中，机制砂的用量应根据实际情况进行控制，以保证混凝土的工作性能和强度，并减少可能出现的裂缝和渗漏现象。
四、机制砂混凝土的性能1. 强度特性：机制砂混凝土的抗压强度和抗折强度均较高，且具有较好的耐久性。
2. 抗渗性能：机制砂混凝土具有较好的抗渗性能，能够降低混凝土渗透性，延长混凝土的使用寿命。
3. 抗冻融性：机制砂混凝土的抗冻融性能较好，能够在寒冷地区保持较稳定的性能。
五、机制砂应用中需要注意的问题1. 质量控制：在机制砂的生产和使用过程中，需要严格控制其物理特性和化学成分，确保其质量稳定。
2. 配合比设计：在混凝土配合比设计中，需要根据机制砂的性能和特点合理调整配合比，以保证混凝土的性能。
3. 施工技术：在混凝土施工过程中，需要注意机制砂混凝土的搅拌、浇筑和养护技术，确保混凝土的质量和性能。
六、结论机制砂作为混凝土工程中的重要材料，具有粒径均匀、力学性能优良以及耐久性强等优点，在混凝土工程中有着广泛的应用。
在使用机制砂时，需要注意控制其质量、合理设计配合比，并严格遵守施工技术要求，以确保混凝土的性能和质量。
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机制砂与天然砂在混凝土配制中的应用
因为机制砂由制砂机破碎、筛分制成，颗粒形状粗糙尖锐、多棱角，通常用它来配制混凝土砂率比天然砂混凝土大；并且机制砂颗粒内部微裂纹多、空隙率大、开口相互贯通的空隙多、比表面积大，加上石粉含量高等特点，与天然砂混凝土相比，有其自身的特点。
1、机制砂原材加工制作
根据贵州省基本建设中贯彻“因地制宜”就地取材，贵州省地方标准DB 24/016-2010山砂混凝土技术规程要求。
所以采用振动给料机加工，石料由振动料机均匀的送到颚式破碎机粗破，粗破后的块石由胶带输送机送到制砂机二次破碎，细碎后的物料送到振动筛进行4.75mm以下套筛分，得到的成品颗粒应符合规范要求。
对于粉尘含量的控制，应配备分离机和除尘设备。
2、机制砂与天然砂工作性对比
机制砂与天然砂相比，由于有一定数量的石粉，使得机制砂混凝土的和易性得到改善，可在一定程度上改善混凝土保水性、泌水性、粘聚性，使得混凝土易于成型振捣。
这些作用在低标号混凝土中特别明显，尤其是在实行水泥新标准之后，水泥强度普遍提高。
配制混凝土时很难解决强度富裕过大与工作性之间的矛盾，机制砂中的石粉很好地解决了这个矛盾，即在低水泥用量情况下，配制出工作性符合要求的混凝土。
甚至在碾压混凝土中要求机制砂砂中的石粉含量不低于12％，以利于混凝土的碾压成型。
中国工程院谭靖夷院士还提出:“碾
压混凝土必须使用高石粉含量的砂子”。
但在高标号混凝土中，对机制砂中的石粉均进行了严格的限制，因为在高标号混凝土中水灰比较小，石粉的存在严重影响了混凝土的工作性，一般机制砂砂中石粉含量限制在7％（贵州地方标准）以下。
含石粉的机制砂混凝土，其初、终凝时间比不含石粉的天然河砂混凝土有所延长，一般可延长50～120min，并认为主要是由于石粉没有活性，在混凝土中只起到一种隋性掺合料的作用，分散水泥颗粒，降低了水泥的水化热。
含气量和泌水率都减少，对混凝土的质量有利。
3、混凝土强度比较
强度是混凝土作为结构材料的一个重要依据。
因而机制砂对混凝土的强度影响也是混凝土工作者最关心的一个问题。
据资料显示，在同等条件下，用机制砂配制的混凝土比天然砂配制出的混凝土强度略高。
由石灰石破碎而成的机制砂，其成分是碳酸钙，处于高浓度氢氧化钙中，其表面会发生微弱化学反应，天然砂成分中二氧化硅含量高，不能发生类似反应；且机制砂质地坚硬，有新鲜界面，表面能高；机制砂表面粗糙、棱角多，有助于提高界面的粘结。
机制砂提高混凝土的强度是由于石粉填充了混凝土中的孔隙，且0.08mm以下的石粉可以与水泥熟料生成水化碳铝酸钙。
机制砂增强混凝土的主要原因是由于石粉的存在可以较明显改善混凝土的孔隙特征，改善浆－集料界面结构，并且混凝土晶相有不同程度的改变。
并认为就强度而言石粉的最佳含量为7％。
根据已有的研究，我们认为：石粉对水泥具有增强作用，认为石粉在水泥水化反应中起晶核作
用，诱导水泥的水化产物析晶，加速水泥水化并参加水泥的水化反应，生成水化碳铝酸钙，并阻止钙矾石向单硫型的水化硫铝酸钙转化。
4、混凝土抗渗性比较
由于混凝土的抗渗性主要与其孔结构有关，因此大多数人认为机制砂中的石粉是其提高的主要原因。
混凝土的研究者认为：机制砂中的石粉只是一种有效的填料，虽然不具有活性，但提高了混凝土的密实性，增强了水泥石与骨料界面粘结；而有人则认为石粉能加速C3S 的水化，并与C3A、C4AF反应生成结晶水化物，并能改善水泥石的孔隙结构，因此抗渗性能得到提高。
5、混凝土的试配工作
根据普通混凝土配合比设计规程《JGJ 55-2011》要求，采用天然砂混凝土设计中：1、0.40-0.46，砂率宜为39-42%；2.外加剂的掺量应通过试验确定，外掺料应符合有关技术标准要求。
1.设计依据：
①《普通混凝土配合比规程》JGJ 55-2011.
②《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005.
2.原材料：
水泥：冀东水泥。
品种等级：P.O42.5。
砂：天然砂。
规格：Ⅱ区中砂。
碎石：最大粒径25mm。
外加剂：型号为PC-I聚羧酸高效减水剂。
掺量为胶凝材料的
1.2%。
在试拌配合比的基础上配制三个不同水灰比的配合比进行混凝土强度校验。
最后采用基准水灰比W/C=0.4。
28d混凝土强度为33.8MPa。
机制砂配合比：与天然砂配合比不同的是采用机械生产。
机制砂细度模数为2.96，粉尘含量为9%。
根据多方面对机制砂原材各性能测试，机制砂石粉含量要比天然砂含量大，所以需水量与水泥浆要比天然砂多。
选用水灰比应比天然砂略大。
经多次试配和调查取证，确定基准配合比为W/C=0.48，砂率为44%。
通过试拌调整配合比其他参数使混凝土拌合物工作性均能满足施工要求。
28d强度为35.2MPa。
6. 结论
机制砂混凝土要比天然砂配制配合比复杂的多，固理论和经验很重要，但同时设计机制砂配合比要考虑多种因素。
必须控制一下几点：
1.水泥与外加剂应通过水泥浆试验，是否有物理性反应。
因此通过对多种水泥产品与选用外加剂反复试验，满足《普通混凝土配合比规程》。
2.试验证明，砂率的选择要合理。
砂率过小，混凝土拌合物不能有很好的和易性且工作性能差。
砂率过大，影响混凝土强度及耐久性。
3.①通过天然砂配制混凝土配合比施工表明，天然砂光滑与级配不稳定骨料粘性差、宜滑移，强度也难以控制。
而原材控制也是大难题，由于采砂时是天然形成，没办法对天然砂的级配和有害成分进行控制。
从而造成了国土资源流失和生态环境的破坏。
②机制砂截然不同，质量优势。
加工料源稳定，大型机械化生产方式，保证了机制砂产品的质量稳定，可调可控。
还能有较高的比表面和亲水性能，有完整的级配，有多种选择性。
颗粒级配稳定，随时可以调整、改善。
③管理上也有很好的优势，有稳定的主体经营，有固定的加工场所，有可控的人员操作。