机制砂配制水泥混凝土的效益分析
机制砂对混凝土性能的影响研究综述
引言近年来，我国对生态环境的保护力度逐年提升，各地出台了大量的政策法规保护几近枯竭的自然资源—天然河砂，机制砂因此逐步进入大众的视线。
机制砂的分类有石灰岩机制砂、花岗岩机制砂等，工程实践应用中使用机制砂代替天然河砂在混凝土制备中的细骨料成为一种必然的趋势。
机制砂由岩石破碎而成，具有取材方便、保护环境的优点，但同样也存在石粉含量高、颗粒级配差、骨料粒形差（尤指针片状含量多）等缺点。
石粉含量的增加会导致混凝土的流动性不断降低，粘聚性和保水性虽然能在低石粉含量的情况下得到改善，但超过12%的临界值后也呈劣化趋势；与河砂相比，机制砂的级配中大于1.18mm和小于0.15mm部分的颗粒含量偏多,表现出两头大中间小的“哑铃型”，使用机制砂制成的混凝土也更容易出现离析、泌水等问题；针片状颗粒含量的增加会增大砂浆的孔隙率，增加大尺寸多害孔的比例，弱化界面过渡区，从而导致砂浆流动度、抗渗性和强度的降低。
这些缺点使得机制砂混凝土在浇筑时工作性较差，不易施工。
影响机制砂混凝土性能的因素多种多样，本文主要针对机制砂的石粉含量、颗粒级配、骨料粒形以及母岩种类这几种最常见的影响因素展开讨论，提出合理的解决对策，并进行总结。
1 石粉含量许多学者都研究过石粉含量对机制砂混凝土性能的影响，值得注意的是，这其中并不全都是负面影响，不同含量的石粉对混凝土的抗压强度、轴向抗压强度和弹性模量有着不同程度的增强效果。
ZHENG通过试验发现含量为5%～7%的石粉可以提高混凝土的抗压强度，含量为11%的石粉可以大大改善混凝土的轴向抗压强度，当石粉的含量在9%以内时，混凝土的弹性模量略有提高。
TANG通过试验研究和灰色关联分析方法，证明机制砂混凝土的抗弯和抗压强度均大于相同石粉含量的标准砂。
ZHAO用劈裂拉伸法测试了机制砂混凝土立方体，发现石粉含量不超过13%时，有利于提高机制砂混凝土的长期抗拉强度。
FENG通过扫描电镜（SEM）图像发现适量的石粉能够提高再生混凝土的抗压强度，但过多的石粉含量和过高的亚甲蓝值对再生混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能不利。
机制砂在混凝土工程中的应用
机制砂的优缺点机制砂配置混凝土优点工厂化生产，质量可以得到保证。
工厂生产可以从选材、破碎等一系列工艺流程上建立质量监控体系，生产条件好，砂的质量有保障。
砂的物理力学性能好。
可以有意识地选择硬质岩石生产机制砂，避免采用软质、风化岩石，同时，含泥（块）量可人工筛分控制。
化学成分与母材、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、细度模数可以根据工程的需要调整，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。
调整措施主要通过破碎设备、工艺流程的选择来完成。
机制砂的缺点天然砂颗粒浑圆，表面光滑。
天然中砂细度模数多为 2.6～3.0，级配较好，对混凝土的工作性十分有利。
机制砂颗粒尖锐，多棱角，表面粗糙，细度模数多为3.0以上，与天然河砂相比，机制砂的颗粒级配稍差，大于2.5mm和小于0.08mm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。
机制砂母材的变化会引起机制砂质量的波动，给施工质量的控制带来一定的难度。
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。
机制砂含有一定量的石粉。
石粉和泥的粒径虽然都小于0.075mm，但是他们的成分不同，细度相差也较大。
泥颗粒大多小于0.016mm，而石粉颗粒大都在0.016～0.075mm之间。
泥吸附在砂的表面，妨碍砂与水泥的黏结；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。
机制砂混凝土的性能硬化前混凝土的性能机制砂混凝土硬化前的性能主要涉及混凝土的稠度、和易性（工作性）、可塑性、可加工性（可修饰性或可抹平性）等方面，这些性能并不是孤立的，而是有一定的相互关联，是从不同的角度描述新拌混凝土的特性。
其中，混凝土的和易性是非常重要的一个指标，它不仅表示混凝土浇灌成型的难易程度，也表示混凝土抵抗材料分层离析的能力。
混凝土和易性的具体指标为坍落度。
机制砂石粉含量对混凝土的性能影响
机制砂石粉含量对混凝土的性能影响首先，机制砂石粉的添加可以改善混凝土的工作性能。
机制砂石粉具有较小的颗粒，可填充混凝土中的空隙，从而减少混凝土的孔隙率和剩余缝隙率。
这样可以提高混凝土的致密性和减少渗水性能，进一步提高混凝土的耐久性。
其次，机制砂石粉的添加可以改善混凝土的力学性能。
机制砂石粉的颗粒尺寸适中，可以填充混凝土中骨料间的空隙，增加混凝土的内聚力和粘结力。
同时，机制砂石粉中含有较多的细颗粒，可以填充石英砂骨料和水泥石基界面的微观缺陷，形成更紧密的结合。
这样可以提高混凝土的抗压强度、抗折强度和抗冻融性能。
此外，机制砂石粉的添加对混凝土的水泥需求量有一定的减少作用。
机制砂石粉中所含有的微细颗粒具有很高的活性，可以充分与水化产物反应，形成更多的胶凝物质，提高混凝土的强度。
这样在一定程度上减少了混凝土的水泥用量，降低了混凝土的成本。
但是，机制砂石粉的添加也存在一定的限制。
过多的机制砂石粉添加会增加混凝土的粘稠度，降低了混凝土的流动性，对于特殊构造和细小部位施工不利。
此外，机制砂石粉中携带一些杂质和有机物质，且其颗粒细度分布不均匀，可能存在对混凝土的不利影响。
综上所述，机制砂石粉的添加对混凝土的性能有着显著的影响。
其合理的添加量能够改善混凝土的工作性能，提高混凝土的力学性能，并在一定程度上降低水泥用量。
因此，在混凝土的配制中，可以根据具体的工程要求和性能要求，选取适当的机制砂石粉添加量，以获取理想的混凝土性能。
机制砂对混凝土性能的影响
机制砂对混凝土性能的影响摘要：天然砂的大量开采给当地的生态环境带来了严重的破坏。
人造砂作为一种新型的砂质地基，其处理方法简便，原料易于获得，可以大大降低工程造价和对生态环境的影响。
机制砂的性质受母岩性质、颗粒性质、石粉含量及磁化率等因素的影响。
关键词：机制砂;混凝土;1机制砂特性根据2001年国家发布的材料标准，由旧污泥加工而成的各种机器砂子及混合砂子，统称为机制砂。
从机制砂的定义来看，这是一种经过机械过滤后，颗粒大小小于4.75 mm的石料颗粒。
它的原材料有粗骨料处理后的废料和一些特殊材料。
但时至今日，由于各处制作方式的差异，导致这些机器砂石的特性各有差异，无论是粒度，还是粒度，都各不一样。
机制砂的主要成分是灰色和白色，其结构较为坚硬，与一般的岩石粉末没有太大的区别。
由于是人为加工，因此在加工过程中不可避免地会添加一些石粉，这也是其与天然砂砾最大的不同之处。
石粉是一种通过对石头进行处理得到的具有不同粒径和其他特性，但在成分上基本一致的一种矿物。
在混凝土的浇筑过程中，将一定数量的石粉添加到机制砂中，有利于增加混凝土的密实度和综合能，但应将其含量保持在一定的范围内。
但受制造技术及力学特性等方面的影响，其壁厚也有差异。
就当前的市场需求量而言，中粗砂的需求量很大。
如果机制砂的粒径过小，主要是由于在配制过程中添加了过多的石粉，从而导致了水泥的强度等性能的降低；但是，当机制砂颗粒尺寸过大时，就会引起混合比例的不合理，从而对其工作特性产生不利的影响。
所以，机制砂中石粉配比的控制要严密，才能使机制砂中石粉配比达到最优。
2机制砂特性对混凝土物理力学性能的影响2.1泥/石粉含量的影响石粉比作为水泥基材料特有的工艺参数，其加入对水泥基材料的工作性能、力学性能和耐久性等的影响机制还不清楚。
JT/T819-2011 《公路工程水泥混凝土用机制砂》对机械砂中的碎石率进行了较高的限制，即碎石率不能超过1.4阶或更高阶的机器砂，其碎石含量不应超过10%。
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。
浅析机制砂在混凝土中的应用
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。
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介绍机制砂使用于水泥混凝土中的性质及应用性能。
Key words：Mechanism of sand；technical performance；concrete1.前言国内外应用机制砂的情况在美、英、日等工业发达国家使用人工砂（机制砂）作为混凝土细骨料已有30多年历史，在各种建筑工程中应用比较普遍，关于机制砂的材料与试验、使用标准已相当完善。
而我国在建筑方面采用机制砂从20世纪60年代已经起步，但河砂、江砂等天然砂的使用还比较普遍，1973年国家建委在贵州省召开了机制砂在混凝土中应用的论证会，通过建材业和建筑业的经验交流，肯定了研究成果，并制定了《机制砂混凝土技术规程》。
自此，机制砂的应用范围得以扩大，由建筑行业扩大到公路、铁路、水电、冶金等系统，由挡护工程扩大到桥梁、隧道及水工工程，从砌筑砂浆发展到普通混凝土、钢筋混凝土，预应力混凝土、泵送混凝土、气密性混凝土及喷锚支护等工程。
但是由于试验标准与技术规范的不完善及试验材料的滞后，我国建筑业对天然砂还存在较强的依赖性，在许多重要结构中对机制砂的使用还存在限制条件。
2.机制砂特性分析机制砂（译为manufactured sand）是“岩石经出土开采、机械破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm以下的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩的颗粒”。
2.1机制砂总体性能机制砂颗粒由于具有棱角和表面较粗糙，因而拌制的混凝土和易性较差，可引起混凝土的较大泌水率，但机制砂中通常含有石粉可以部分改善混凝土的工作性能。
通常在同一工地，机制砂与碎石是同一种母岩制成，热学性能一致，对大体积混凝土技术效果尤为显著。
2.2机制砂的规格粒度级配良好的一种砂子，一个细度模数只对应一个级配，同时它的细度模数和单筛的筛余量成线性关系，对于一种砂子，先通过试验建立关系式后，只要测定一个单筛的筛余量即可快速求出细度模数。
机制砂中石粉含量的变化是随细度模数变化而发生变化的，细度模数越小，石粉含量就越高；反之，细度模数越大，石粉含量越低。
《机制砂品质对混凝土性能的影响》范文
《机制砂品质对混凝土性能的影响》篇一一、引言随着建筑行业的快速发展，混凝土作为主要的建筑材料，其性能的优劣直接关系到建筑的质量和寿命。
机制砂作为混凝土的主要骨料之一，其品质对混凝土的性能有着重要的影响。
本文旨在探讨机制砂品质对混凝土性能的影响，为提高混凝土质量提供参考。
二、机制砂品质的评估机制砂的品质主要从以下几个方面进行评估：粒度分布、形状、强度、含泥量、有害物质含量等。
这些因素都会直接或间接地影响混凝土的性能。
1. 粒度分布：机制砂的粒度分布应符合设计要求，过粗或过细的砂都会影响混凝土的强度和耐久性。
2. 形状：机制砂的形状应均匀，针片状颗粒过多会导致混凝土的工作性能下降。
3. 强度：机制砂的强度应满足要求，以保证混凝土在硬化过程中不会因骨料强度不足而发生开裂。
4. 含泥量：机制砂的含泥量应控制在一定范围内，过多的泥沙会降低混凝土的强度和耐久性。
5. 有害物质含量：机制砂中不应含有过多的有害物质，如硫酸盐、氯化物等，这些物质会对混凝土的性能产生不良影响。
三、机制砂品质对混凝土性能的影响1. 强度：机制砂的强度和粒度分布对混凝土的抗压强度有显著影响。
强度较高的机制砂和合理的粒度分布能提高混凝土的抗压强度。
2. 工作性能：机制砂的形状和含泥量对混凝土的工作性能有较大影响。
形状均匀、含泥量适中的机制砂能提高混凝土的工作性能，使其更易于施工。
3. 耐久性：机制砂中的有害物质含量对混凝土的耐久性有重要影响。
含有过多有害物质的机制砂会降低混凝土的耐久性，导致混凝土在使用过程中出现开裂、腐蚀等问题。
4. 体积稳定性：机制砂的级配和粒度分布对混凝土的体积稳定性有重要影响。
合理的级配和粒度分布能提高混凝土的体积稳定性，减少混凝土在硬化过程中的收缩和开裂。
四、提高机制砂品质的措施为了提高混凝土的性能，需要采取措施提高机制砂的品质。
具体措施包括：1. 控制原料质量：选用质量稳定的原料，减少原料中的杂质和有害物质。
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机制砂配制水泥混凝土的效益分析
【摘要】采用机制砂部分替代天然砂配制水泥混凝土，经试验验证及理论计算，确定水泥混凝土中合适的机制砂的掺配比例，结合试验路段工程应用，对机制砂配制水泥混凝土进行效益分析。
【关键词】机制砂；混凝土；效益；分析
1. 研究的背景及意义
砂作为细集料是水泥混凝土的主要组分之一，在水泥混凝土工程中不可缺少，其品质对混凝土拌合物的工作性能、物理力学性能和耐久性均具有重要影响，结构部位越重要对其质量的要求越高。
目前，水泥混凝土用砂分为天然砂和人工砂两类。
1.1传统的水泥混凝土细集料一般采用天然砂，由于天然砂的开采对环境破坏越来越严重，国务院和各地政府相继出台了禁采或限采天然砂的规定，这使得工程用砂供需矛盾突出，导致天然砂价格越来越高，并且天然砂品质良莠不齐，质量很难保证，以致形成恶性循环，极大地制约了工程建设持续发展。
1.2机制砂属于人工砂，其作为近年来出现的水泥混凝土细集料之一，有着颗粒规整、形状粗糙尖锐、片状颗粒少、表面纹理丰富、粉尘含量低等优良物理特性，其级配可控，水泥混凝土性能改善明显，且使用机制砂符合环境保护政策。
1.3皖北地区天然砂资源十分匾乏，宿州市使用天然砂一般从江苏宿迁、山东滕州采购，运距较远，昂贵的运费势必大大增加工程造价。
同时，宿州市拥有储量丰富的优质石灰岩和成熟的石料加工企业，有着稳定的生产料源、日趋完善的加工设备及工艺，使机制砂的产量及质量能够得到有效保证。
因此，开发质量好、供应稳定的新型细集料，以保证水泥混凝土材料设计和施工质量，具有十分重要的意义。
2. 试验研究的方法及结论
开展机制砂替代天然砂的室内试验研究，通过现场试验验证、试验路段以及理论计算，综合考虑水灰比、机制砂掺量、集料等因素，设计正交试验，得到机制砂掺量、水灰比与强度、施工性能的关系，获得最佳机制砂掺量与混凝土最优配合比。
2.1用正交试验法设计混凝土配合比。
水泥混凝土的配合比设计按照《公路工程水泥混凝土路面施工规范》（JTGE30-2005）中的配合比设计方法的规定进行试验。
配合比设计的目的是获得强度和施工和易性等符合要求的水泥混凝土，因此，正交试验的考核指标选用
坍落度和28天强度。
2.2试验的初步结果。
以设计强度为f5.0的配合比为例，采用机制砂配制混凝土配合比设计试验结果如表1～表3：
2.3结果分析及结论。
本次试验配制的混凝土，表面密实光滑无裂缝，孔洞少。
从28天抗弯拉强度结果汇总可以看出：随着机制砂的掺量的增加，强度上升，在掺量超过50%～60%，强度有所下降。
机制砂掺量在10%～80%的范围内，28天抗弯拉强度达到设计强度要求，但是机制砂掺量超过90%时，强度未达到设计强度。
机制砂的掺量对强度影响很大，试验确定机制砂替代天然砂的最佳掺量为60%。
3. 研究的应用情况
3.1在道路工程中的应用。
（1）课题组选取省道303泗永路泗县改线段工程实施机制砂配制水泥混凝土的实验研究，该工程路线全长2.2公里，二级公路标准，设计行车速度60公里/小时，路基宽18米，路面宽15米，水泥混凝土路面。
（2）在该工程中，采用机制砂掺量为0%、60%、80%、100%四种配合比进行试验段施工。
试验配制的混凝土，表面密实光滑无裂缝，孔洞少。
在机制砂的掺量在10%～80%的范围内，强度满足设计要求。
从工程质量的后期效果来看，混凝土的各种性能指标均符合规范要求，路用效果良好（试验路段混凝土配合比见表4）。
3.2在商品混凝土中的应用。
宿州市巨一混凝土有限公司是宿州市专业商品混凝土生产企业，拥有年产C60以下商品混凝土100万m3的生产能力。
2008年以来，该公司在《机制砂配制水泥混凝土的试验研究》课题组的指导下，采用机制砂部分替代天然砂配制商品混凝土，从生产过程加强控制，在原材料的选用，技术与管理各个环节确保混凝土的产品质量。
配制出的机制砂混凝土表面密实光滑无裂缝，孔洞少，强度满足设计要求，工作性影响不大。
生产的机制砂水泥混凝土广泛应用在桥梁、构造物及建筑工程。
通过后期跟踪监测，工程质量优良，该项技术已在其他商品混凝土公司中得到推广和应用。
4. 效益分析
4.1经济效益。
（1）由于各个地区的材料价格不同，成本各异，我们以省道303泗永路泗县改线段工程配制的机制砂水泥混凝土和宿州市巨一混凝土有限公司生产的机制砂商品混凝土为例，进行核算，对机制砂水泥混凝土和普通水泥混凝土进行成本分析（见表5）。
（2）通过计算分析，在机制砂最佳掺量为60%，测算出采用机制砂配制水泥混凝土的直接成本较全部采用天然砂降低9%，其经济效益较为明显，若机制砂生产形成产业链，则其价格还会进一步下降，经济效益将更为可观。
4.2社会效益。
（1）天然砂作为地方性有限资源，分布极不均衡，多数地区储量已逐渐减少、短缺或枯竭，有的地区更是十分匮乏，昂贵的运费也大大增加工程造价。
开发新的水泥混凝土细集料资源——机制砂，保证满足国家新时期建设的需要，是摆在我们面前的一个严峻问题。
（2）利用本地区储量丰富的优质石灰岩和成熟的石料加工企业，开发生产机制砂作为新型细集料配制水泥混凝土，一是可以节约大量的外运天然砂运力，支持地方运输产业的可持续发展；二是可以完善地区产业结构，提供稳定的水泥混凝土细集料建材来源；三是新增了产业结构，且劳动力以当地为主，可以直接安排一定数量的社会人员就业。
4.3环保效益。
（1）资源具有不可再生性，国家对资源的保护和利用十分重视，对资源总的要求是在保护中开发，在开发中保护，开发和节约并举，努力提高资源利用率，推进资源利用的可持续发展。
（2）天然砂的过量开采，对环境的破坏越来越严重，尤其是江砂、河砂的开采，已严重危及江河的使用安全，极易造成生态灾难。
因此，寻求新砂源，开发人工砂已势在必行，利用当地的岩石资源或工程废石生产机制砂，已成为必不可少的替代资源。
开发推广使用机制砂，可以减少天然砂开采，节约土地、稳定河流，有利环保。