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1、机制砂在混凝土中的应用一、前言随着改革开放的不断发展。国家基础建设的不大扩大。商品混凝土的需求在不断增加。 随之而来对混凝土中的黄砂的需求量不断增大。目前我国大多数地区用的砂为天然砂。但随 着基础建设脚步的不断加大，天然砂资源日益减少，混凝土用砂矛盾需求日益突出。随着高 性能混凝土对骨料的要求不断提高。好的黄砂越来越少。仅以上海市而言。每年商品混凝土 的需求量按 1500 万方计算。每年需求黄砂 1000 万吨左右。迫切需求有新的替代黄砂的材料。二、机制砂及相关术语定义 机制砂：是有岩石经爆破破碎、机械破碎、筛分制成粒径小于 5mm 的颗粒。 天然砂：由自然条件作用而形成的，公称粒径小于 5.
2、00mm 的岩石颗粒。按其产源不同，可 分为河砂、海砂、山砂。混合砂：由天然砂与人工砂按一定比例组合而成的砂石粉：人工砂中公称粒径小于80Am，且其矿物组成和化学成分与被加工母岩相同的颗粒含 量。三、机制砂的相关特点1、机制砂是经机械破碎制得。颗粒表面粗糙。2、机制砂绝大多数属于中粗砂，细度模数在 2.83.5 范围以内。3、机制砂颗粒级配集中，1.25mm以上颗粒一般占总量的4850%。0.3150.16mm颗粒占10% 左右4、机制砂比重在2.6g/cm3.容重1400kg/m3.5、机制砂空隙率在 3047%之间。6、具体机制砂与天然砂比较详见表1指标天然砂机制砂混合砂（30%机制砂+7
3、0%天然砂）颗粒级配一区或二区一区二区细度模数2.33.22.83.52.33.2表观密度（kg/m3）255026002580262026002700堆积密度（kg/m3）135014301410143013801430空隙率3545%4547%3047%1.25mm以上颗粒占总量百分比2030%4555%3555%0.3150.16mm 以上颗粒占总量百分比20%10%15%四 机制砂在混凝土中相关特性1、机制砂与天然砂适宜的搭配细度模数表2砼强度等级黄砂细度模数机制砂细度模数混凝土坍落度（mm）水灰比用水量(kg/m3)7d强度(mpa)28d强度（mpa）和易性C301.73.3160
4、0.5518518.934.6一般C302.0311400.5518521.036.2较好C302.23.31450.5518522.837.4较好C302.53.01300.5518523.538.1一般C302.73.31200.5518524.138.8差C303.03.01200.5518522.938.5差从表 2中我们可以看出：1.1 机制砂可以与细度模数在 1.72.3 的天然砂搭配使用配置混合砂。其中机制砂细度模数在 3.03.3 之间。天然砂细度模数在 2.0-2.2 之间搭配出来的效果最佳。无论从混凝土坍落度和易性来、及强度看这种搭配都能发挥最好的效果。2、机制砂取代天然砂
5、取代率表3强度等级取代率（%）坍落度（mm）7d强度（mpa）28d强度（mpa）和易性用水量(kg/m3)C252014016.529.9好1802515017.4311好1803013017.532.9一般1804012518.133.3差180C352013024.543.9一般1902513523.241.6一般1903014024.642.5好1904015025.943.1较好190C503013039.561.1一般1954014040.262.2较好1955014041.162.3较好195从表 3中我们可以看出：2.1在配置C25级C25以下混凝土是机制砂取代天然砂比例宜为2
6、0%25%2.2 C30C40 （包括C40）机制砂取代天然砂比例宜为3040%2.3 C40以上机制砂取代天然砂比例宜为4050%3、机制砂混凝土需水行为表现表4比对组别水灰比砂产地、类别用水量（kg/m3）坍落度（mm）抗压强度（mpa）其他说明材料类别细度模数7天28天1-10.50机制砂2.718515023.332.0中利达p.o42.5525碎石、NF-2中效、2级低钙会、S95矿粉2-1天然砂3.018014518.026.81-20.60机制砂2.718514518.525.92-2天然砂3.018014516.223.31-30.70机制砂2.718516015.622.82
7、-3天然砂3.018016513.619.93-10.55机制砂3.319518023.831.8中利达p.o42.5525碎石、NF-2中效、2级低钙会、S95矿粉4-1天然砂3.120518521.327.83-20.65机制砂3.319518520.925.94-2天然砂3.120019015.721.64-10.40机制砂3.020018032.650.6中利达p.o42.5525碎石、NF-2中效、2级低钙会、S95矿粉5-1天然砂3.221019028.545.24-20.45机制砂3.020519028.945.85-2天然砂3.219519526.935.64-30.50机制砂
8、3.020018521.531.55-3天然砂3.219519521.631.6通过表 4我们可以看出：3.1 由于机制砂表面粗糙。并还有一定量的石粉，即使在低等级的配合比中。与天然砂相 比其用水量偏高。但在相同的材料的基础上。机制砂混凝土的强度高于天然砂的混凝 土强度。机制砂配置混凝土每m3增加用水510kg 。相应水灰比增加0.010.02。3.2 用机制砂或混合砂配制混凝土时，砂率宜与天然砂配制混凝土相同，当用机制粗砂时 砂率宜增大 1%2%。五、影响机制砂混凝土的相关因素5.1、机制砂用水量的影响因素机制砂的用水量除了机制砂本身的成分有关。最重要与机制砂中石粉含量有关见 表5机制砂石粉
9、含量（）用水量（kg/m3）对比正常砂用水量增加（kg）0417518504618519005610190195510101519520510205.2 机制砂压碎指标对强度的影响 对于相关不合格的石材生产的机制砂由于石材本身的强度偏低。导致机制砂的压碎指标过 大。对于混凝土强度会带来一定的不利影响。详见表6试验编号机制砂类别机制砂指标水灰比用水量（kg/m3）坍落度（mm）抗压强度（mpa）细度模数表观密 度（kg/m3）压碎指标（%）7天28天0.55（C30）18014022.636.71合格3.0275012.40.65（C25）18015019.630.90.70（C20）17514
10、514.424.50.55（C30）19013018.532.92一般2.8270024.20.65（C25）19013014.728.50.70（C20）18513011.622.4不合格0.55（C30）20011516.228.332.5260045.60.65（C25）20012012.719.20.70（C20）1951109.818.5从表 5、表 6我们不难看出：5.2.1 表 5中我们看出。随着机制砂石粉含量的偏高。其用水量也相应增加。导致混凝土水 灰比发生变化。5.2.2 表 6 中我们发现。不合格的机制砂由于其压碎指标的增大导致强度的大幅度降低。因 此我们在对机制砂的检测中
11、应严格按照标准要求检测。因此对于机制砂我们要严格控制机制 砂的石粉含量及压碎指标数值。六、机制砂对混凝土物理力学性能的影响 通过对混凝土的中掺加机制砂进行抗压强度、抗折强度、抗渗、弹性模量的试验数据详见表7强度等级比对坍落度（mm）抗压强度（mpa）抗折强 度（mpa）弹性模量X104抗渗收缩率10 -67d28d7d28dC25天然砂18017.630.14.2132.1P6240300机制砂17019.232.14.523.25P8250300C30天然砂18525.238.64.563.27P6250300机制砂18026.339.55.123.33P8260340C40天然砂19028
12、.949.55.513.46P6260320机制砂18529.650.15.623.58P8290330C60天然砂21051.972.17.073.82P6240300机制砂20052.875.68.083.83P8250300通过表 7我们可以看出：掺机制砂混凝土相关指标均高于天然砂混凝土。6.1 机制砂混凝土的抗压、抗折、弹性模量均接近或高于相同配合比（在相同材料的情况下） 的天然砂混凝土。6.2机制砂混凝土 28d的 收缩比较天然砂偏大。7d接近天然砂混凝土的收缩。6.3 另外在试拌混凝土的过程中我们发现由于机制砂的掺入增加了混凝土的用水量，机制砂 混凝土比天然砂混凝土的初终凝时间延长 1025min。6.4 对于符合石粉含量要求的机制砂掺入混凝土中。混凝土的徐变与天然砂的混凝土相比。由于机制砂混凝土中水泥水化程度高于天然砂混凝土，密实性好。因此石粉含量符合要 求的机制砂混凝土其徐变
