1 機制砂的特性

根據(jù)GB/T 14684—2011《建筑用砂》規(guī)定,，機制砂（人工砂）不包括軟質,、風化的顆粒，而是指粒徑不超過4.75mm,，并且經過除土處理,、機械破碎、篩分制成的巖石,、礦山尾礦或工業(yè)廢渣顆粒,。機制砂目前的細度模數(shù)一般在2.6～3.6之間,，屬于中粗砂，含有一定量的石粉,，不但顆粒級配不規(guī)則,，而且表面粗糙，棱角尖銳,。但是機制砂的顆粒和級配并不是固定的,，影響因素有很多，比如各地生產礦源,、加工設備,、工藝等，但只要是符合規(guī)定的機制砂,，技術指標都過關,，就可以用在混凝土中。由機制砂本身的特點所決定,，即使是跟級配和細度模數(shù)都一樣的天然砂比較,，甚至配比設計、其他材料成型養(yǎng)護條件都一樣,，用機制砂配置的混凝土的特點是：如保持坍落度不變,，則需水量增加；坍落度減小,，28d標準強度提高,。如果在混凝土配比設計時按天然砂的規(guī)律，機制砂的需水量很大,，而且和易性比較差,，還容易產生泌水，最明顯的是在水泥用量少的低強度等級混凝土中,。

2 石粉的作用

長期以來,，由于石粉和泥都是砂中粒徑小于0.075mm的顆粒，在沒有引入亞甲藍試驗方法以前,，缺乏鑒定的依據(jù),。一般認為石粉是對混凝土有害的，因為缺乏科學的了解,，人們都以為石粉不能加以利用,。有的地方甚至不惜浪費時間、精力和錢財,，想盡辦法來除去砂中的石粉,。其實，許多的國內外專家都認為，混凝土中加入適當?shù)氖凼怯泻锰幍摹?/span>機制砂混凝土中的石粉的作用有三個,，分別是：

①水化作用：有研究表明,，水化早期形成的鈣礬石會在后期向單硫型硫鋁酸鈣轉化，這會降低水泥石的強度,，但是加入含有碳酸鈣的石粉,，就可以有效解決這個問題；另外,，石粉是以碳酸鈣為主的,，而碳酸鈣可以和C3A發(fā)生水化反應，形成水化碳鋁酸鈣,，從而提高了混凝土的強度,。

②填充作用：石粉可以填充混凝土中的空隙,，充當混凝土的填料,，以此增加混凝土的密實度，從而起到惰性摻合料的作用,。對于膠凝材料用量少,、拌合物性能差的特點，只要使用中,、低強度等級的機制砂混凝土,，就可以得到有效的彌補?！渡缴盎炷良夹g規(guī)程》DBJ52-016-2010中對C50～C55強度等級的山砂混凝土（砂率37%～45%）,，提出石粉不能超過7%，這是因為石粉含量和膠凝材料的總量（混凝土的細粉含量）不能超過550kg/m3,。（注：山砂屬于機制砂的一種,，《山砂混凝土技術規(guī)程》DBJ52-016-2010中特指公稱粒徑小于5.00mm的，碳酸鹽類巖石經除土開采,、機械破碎,、篩分而成的巖石顆粒。）

③保水增稠作用：機制混凝土中有石粉,，可以降低混凝土拌合物離析和泌水的風險,。因為石粉可以吸收混凝土中的用水，無形中增加了混凝土的單方用水量,，所以石粉含量越高,，混凝土的粘度就越大；另外,，加入石粉也可以減少混凝土的收縮,，補償混凝土后期水化用水，因為，即使混凝土硬化了,，以前被石粉吸收的水分也會漸漸釋放,。

研究發(fā)現(xiàn)，石粉含量應該適量,。機制砂中石粉的主要成份為碳酸鈣,，但水化作用并不是無限的，也要受限于水泥的成份,。如果石粉含量過高,，不利于集料與水泥石的粘結，因為水泥石中或界面過渡區(qū)會出現(xiàn)游離態(tài)的石粉,，從而降低混凝土性能,。另外，石粉含量超過一定限值后,，不利于混凝土的耐久性能,，因為單方石粉承擔的保水量明顯減少，干縮明顯變大,。綜合各種研究,，一般C50以下混凝土石粉含量應控制在10%～15%，而C50以上混凝土石粉含量應該不超過10%,。

3 泵送機制砂混凝土配合比設計

（1）單方用水量

河砂由于自身的特性,，顆粒比較光滑，自身的內摩擦力小,，在混凝土中顆粒間絞合力較小,，對水的需求量相對機制砂相對較小。而機制砂表面粗糙,，棱角多,，造成在混凝土中顆粒間絞合力較大。由于機制砂泵送混凝土黏度較河砂混凝土大,，施工坍落度一般保持在180～220mm,，其單方用水量一般在175～185kg/m3左右，這與河砂混凝土較低的用水量是截然不同的,。在相同的坍落度時,，如使用較低的用水量，必然導致外加劑超摻,，從而導致機制砂混凝土流動性大,，但粘性大，泵送性差,，經常出現(xiàn)施工現(xiàn)場上加水來降低粘度,，導致預拌混凝土的質量無法保證,。因而，做機制砂配合比設計時,，不能過度的追求使用外加劑降低機制砂混凝土的單方用水量,，機制砂混凝土單方用水量應設計的比河砂混凝土略大。

（2）砂率

一般而言,，為提高產能,，生產出的機制砂多為中粗砂，砂的細度模數(shù)一般在2.6～3.6,，1.18mm以上的顆粒較多,，較差的機制砂1.18mm以上的顆粒占到了50%～70%，砂中0.315mm的組分在8%～13%波動,。我國多數(shù)工程實踐表明,，采用中砂適宜泵送，砂中通過0.315mm篩孔的數(shù)量對混凝土可泵性影響很大,。日本泵送混凝土規(guī)程規(guī)定為10%～30%,，美國混凝土協(xié)會推薦的細骨料級配曲線建議為20%；國內工程實踐亦證明,，此值過低輸送管易堵塞,，上海,、北京,、廣州等地泵送混凝土施工經驗表明，此值都在15%以上,。JGJ/T10-95《混凝土泵送技術規(guī)程》規(guī)定,，細骨料應符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》規(guī)定，通過0.315mm篩孔的砂不應少于15%,，有良好的連續(xù)粒級,。但一般的砂場生產出的機制砂0.315mm略顯不足，同時1.18mm以上的偏多,，這對配制泵送的機制砂混凝土帶來了一定的難題,。

一般通常采用的方法是適當提高砂率，增加0.315mm的顆粒的數(shù)量,，以保證機制砂混凝土的可泵性,。然而，現(xiàn)在配制機制砂泵送混凝土也存在一個誤區(qū),，認為砂率越大越好施工,，C15～C30低標號混凝土砂率都已經達到了驚人的60%～70%。應該選擇適宜的砂率,，在做機制砂混凝土配合比設計時,，如果砂率過大，雖然保住了工作性，但新拌混凝土的早期收縮就增加了,，容易出現(xiàn)塑性開裂等問題,，在夏季溫度比較高的時候表現(xiàn)的更為明顯。通常為保證機制砂混凝土的可泵性,，同時保證配制混凝土的經濟性,，配制機制砂泵送混凝土一般要比河砂混凝土高5%～10%的砂率。

4 結語

隨著國家建設的蓬勃發(fā)展,，河砂資源愈發(fā)緊缺,，機制砂泵送混凝土應用將會越來越多。機制砂由于存在著規(guī)格不一,、砂兩頭粗,、中間級配少、表面粗糙,、石粉含量偏高,、需水量較大等缺陷，在混凝土配制技術上和河砂略有差異,。因而在配制機制砂混凝土時,，混凝土技術人員不能生搬硬套河砂混凝土配制的方法，對石粉的作用,、單方用水量,、砂率這三個可能走進的誤區(qū)應加強認識，從而配制出經濟性,、工作性,、耐久性良好的機制砂混凝土。