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

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。通过这一方法调配形成的混凝土，与河砂相比具有更高的强度。主要原因在于机制砂颗粒的表面较为粗糙，存在一定的棱角，与水泥的粘合性较强，因此有助于提高混凝土的强度。虽然不同石粉岩性对混凝土强度的影响程度有所不同，但是整体上并无较大差异。

机制砂颗粒形状直接影响混凝土的和易性，而骨料特性、自身强度等因素对混凝土的渐变程度有直接影响。因为石粉为机制砂的主要成分，石粉会导致浆体的质量增加，同时其自身砂率较高，导致整体砂浆量增加，使混凝土的徐变度增加。另外，因为机制砂表面较为粗糙，内部的颗粒具有一定的棱角性，因此能够有效制约混凝土本体发生变形。

在机制砂颗粒级配方面，如果所生产机制砂粒度分布不均，所配制混凝土在实际应用过程中极易出现泌水、离析等不良情况。

3.石粉含量

有研究表明，随着机制砂石粉含量的增加，混凝土的和易性得到明显改善，坍落度显著提高，同时能够有效避免离析、泌水等不良情况，针对不同强度等级的混凝土，以C40混凝土为例，其中石粉含量约9%时混凝土的性能最佳，而如果其含量多于13%，将会导致用水量增加，进而对混凝土的坍落度造成影响，同时对混凝土强度也有所下降。

其主要原因在于，现在的机制砂生产工艺过程，石粉中会含有一部分的膨胀性黏土矿物，在工程检测指标上即为机制砂亚甲蓝值，该矿物对混凝土的强度有较显著的影响。一定量黏土的存在有助于改善新拌混凝土的保水性，改善自由水在集料表面大量的聚集的情况，强化了硬化混凝土界面的过渡区性能，同时使路

面混凝土的力学性能得到了增强。但是从另一个角度进行分析，如果机制砂中的

泥粉含量升高，必然会对水泥水化的正常反应造成影响，直接影响水泥石的强度，同时随着泥粉含量的升高，混凝土内部自由水被泥粉吸附，硬化后生成诸多微小

裂纹，对机制砂混凝土的力学性能造成不利影响。

所以在机制砂生产过程中，需要严格控制机制砂的石粉含量，采用合理科学

的生产工艺，保证机制砂的质量。在混凝土施工过程中，对不同石粉含量的机制

砂配制不同强度的混凝土，保证机制砂使用效率最优化。合理控制机制砂的石粉

含量对于保证混凝土强度具有重要意义。

通过上述分析可知，其本身的母岩岩性、外观特性、颗粒级配、石粉含量，

均会对混凝土性能产生一定的影响。因此对相关工作人员而言，需要加强研究与

分析，全面掌握机制砂的特性以及其对混凝土性能的影响，在这一基础上采取有

效的检测与控制措施，为施工的顺利开展提供保障，保证整体施工质量。

三、质量控制措施

1. 加强对细度模数的控制

为了能够保证机制砂细度模数与级配的合理性，需要合理调整最小级振动筛

的筛孔尺寸以及洗砂强度。诸多实践研究显示，如果最小级振动筛的筛孔尺寸为3.5mm，所制成的机制砂细度模数约为3.4，因此能够确保其级配满足标准规范要求。

2. 加强对石粉含量的控制

在进行机制砂生产作业时，因为易受到其他因素的影响，因此无法避免会产

生部分颗粒约为0.075mm的石粉，如果颗粒粒径在0.075mm以下含量较多，对混

凝土的工作性有较大的影响，现阶段的施工技术人员普遍通过调节外加剂掺量来

对混凝土的工作性进行调整，但掺量过高容易使混凝土离析、泌水等问题，同时

容易引发大面积的混凝土质量问题。对机制砂混凝土的而言，一直是一个质量控

制难点。

所以机制砂中石粉含量的控制与检测是质量控制工作的关键，可以从以下几

个方面入手：第一，开采矿石的过程中，需要全面清理表面的泥土、植被等杂质；第二，装卸块石时，需要通过人工作业的方式全部拣出存在的泥土；第三，利用

振动喂料机全面筛除块石中存在的泥土。检测人员在材料进场时一定要及时跟检，确定机制砂的石粉含量，对施工做出准确的指导。

3.母岩岩性及外观特性

我们可以通过肉眼观察，机制砂中有更多发光晶体的花岗岩，与晶体颜色稍

微较暗沉的玄武岩，更适合作为机制砂的母岩，其制成的机制砂质地坚硬，密度高，吸水率小。

而质地较软的凝灰岩所制成的机制砂针片状较多，吸水率大，对混凝土的工

作性影响较大，采用这类母岩的机制砂通常都需要更多的用水量、外加剂和水泥，会导致工程成本的增加。

综上所述，混凝土材料的选配对工程结构稳定性有直接影响，因此需要以材

料控制为着手点加强对混凝土的控制，为工程项目质量提供保障。针对传统工程

结构存在的一些不足，如出现蜂窝麻面、砂线、结构开裂等，需要根据相关技术

进行优化，这样才能够确保混凝土结构的质量。

机制砂作为混凝土的主要材料之一，广泛应用于现代各类工程，将取代天然

的河砂已经是不争的事实，河砂的开采会导致生态的破坏，不利于我们生存环境

的可持续发展。且机制砂的成本普遍低于河砂，机制砂的研究对现阶段的工程施

工有很大的指导意义。但机制砂在应用方面还存在一些问题，在机制砂生产过程

中需要加强对机制砂的控制，做好检测工作，加大对机制砂研究力度，为混凝土

结构提供保障，消除潜在的安全隐患。

参考文献

[1] 基于残余强度的机制砂混凝土高温力学性能试验研究[J]. 潘佩瑶;陶泽鹏;卢云祥;陈丽;曾义;李东旭;潘正斌.施工技术,2020(03)