前言：随着基础设施建设的大力发展，优质的河砂资源消耗殆尽，河砂的含泥量变高，细度模数降低，砂中的有害杂质增多，在工程使用中的风险也逐渐增加，并且无砂可用的情况时有发生。因此，应用机制砂完全取代天然砂生产混凝土势在必行。国标《建设用砂》（GB14684-2011）的颁布实施，为全机制砂混凝土的应用提供了可靠的技术支持与保证。全机制砂的应用节约了河砂这一天然资源，一方面响应了国家环保的号召，一方面使得混凝土的质量得到了有效保障。
1机制砂的基本特性
机制砂完全取代河砂，最接近的思路就是把机制砂制作得越接近河砂的品质越好。试验采用的是某公司提供的机制砂。该公司拥有一条先进的机制砂生产线，能够调节不同的细度模数参数，生产出的机制砂能够满足国家标准要求中对天然砂的颗粒级配要求。
1.1颗粒形态
机制砂是岩石破碎而成，生产类似河砂颗粒形貌的机制砂能耗较大，且产能会严重下降。鉴于此，试验用的机制砂颗粒表面仍比较粗糙，有较尖锐的棱角。
1.2颗粒级配与产能的关系
试验用样品机制砂的级配均在Ⅱ区砂范围内，颗粒级配良好。随着细度模数降低，产能不断下降，结果见表1所示。
1.3表观密度、堆积密度与压碎指标
样品机制砂表观密度为2710千克每立方米，松散堆积密度1550千克每立方米，紧装堆积密度1670千克每立方米，压碎指标为9.2%。
2全机制砂混凝土的配置参数
考虑到成本因素影响，对比试验所用混凝土配合比的胶凝材料用量不变，适当调整砂率、用水量及外加剂用量。
2.1材料说明
混合砂：采用细度模数3.3的山碎石机制粗砂与细度模数1.0的天然河砂，以60%﹕40%的比例搭配，混合成细度模数为2.4左右混合砂。
胶凝材料用量：总用量320千克每立方米。
2.2混凝土试配
2.2.1 初次混凝土试配
试配显示，1号和2号样品拌制混凝土的工作性能不佳。1号样品砂率调整范围为42%～50%，均出现包裹性不佳，有较严重的泌水离析现象，必须补充胶凝材料总用量方能得到有效改善。分析其原因：一是因为该样品的细度模数达到2.8，机砂偏粗，用于低强度混凝土效果不佳，需要靠更多的胶凝材料来弥补细颗粒的不足。二是机制砂表面较粗糙，棱角多，导致出现离析泌水现象。
2号样品砂率调整范围为42%～48%；最终选定为46%；但是当采用46%砂率、160千克每立方米用水量的时候，混凝土的初始坍落度为230mm，扩展520mm，两小时的坍落度为210mm，扩展度430mm，不能满足现场实际施工需要。若提高外加剂初始掺量，则出现抓底，泌水离析现象。因此我们联系外加剂厂家进行调整。在调整过程中发现，始终难以找到一个平衡点，拌制的混凝土要么扩展度偏小，不满足生产需求，要么出现抓底、泌水离析现象。经过调整，增加了基准用水量，采用46%砂率、165千克每立方米用水量的时候，初始的坍落度为230mm，扩展度570mm，两个小时的坍落度为220mm，扩展度540mm，能满足生产需要。但外加剂需要增加增黏组分，掺量较混合砂的混凝土提高0.2%，否则会出现敏感度非常高，砂率或者用水量稍有变动混凝土状态就会出现异常的情况。因此，2号样品实际使用起来效果也不尽如人意。分析其原因，主要还是因机制砂颗粒形态问题引起的容易出现离析泌水的情况。
3号样品砂率最终选定为43%，与混合砂的混凝土保持了一致，初始坍落度230mm，扩展度600mm，两个小时坍落度230mm，扩展度560mm，包裹性良好，改变砂率、变化用水量均未出现较敏感的波动现象，试验成功。归其原因：一是细度模数较低，与混合砂基本一致；二是由于通过不断打磨，使得颗粒形态变好。但是因其能耗大，产能严重下降，加上需要全部取代河砂，机制砂单价又不能定得过高等综合因素影响，并不是厂家生产的首选产品。
2.2.2 调整2号样品再次试配
《建设用砂》规范中对机制砂的要求：当机制砂MB值小于1.4时，石粉含量应小于等于10%。结合所查阅的机制砂混凝土的相关文献，我们决定采用2号样品，并另外补充6%左右的石粉，将筛底提升至10%。调整后的2号样品的级配情况如表2所示。级配曲线如图1所示（图中虚线代表Ⅱ区砂的级配上下限，实线为调整后的2号样品）。
调整后的2号样品试配效果良好，C30配合比试配结果如表3所示。
2.2.3 试生产
将调整后的2号样品机制砂用于混凝土生产，一条生产线采用原有混合砂的模式，一条生产线采用全机制砂的模式，生产一个月后的强度及标准差的对比如表4所示。
3结论
（1）全机制砂细度模数宜控制在2.4～2.6之间，MB值在符合标准要求时，对于低强度等级混凝土，石粉含量可以适当提高。换一种说法就是，若把这些石粉含量作为胶凝材料总量的一部分，则全机制砂混凝土的总胶凝材料用量不应低于380千克每立方米。
（2）采用先进生产线生产出来的全机制砂应用到混凝土中，混凝土的稳定性能远优于传统的混合砂混凝土，且标准差小，有利于质量控制。
THE END
机制砂取代河砂已成为砂石行业发展的必然趋势，了解机制砂石骨料相关政策、掌握先进技术才能走在时代的前列，否则将被时代淘汰！
< 完 >
