機制砂生產在商品混凝土中的應用

隨著國民經濟的飛速發展，我國基礎建設項目與日俱增，對建筑原材料的需求也不斷增多。一直以來，砂石料都是我國基礎設施建設和建筑業的重要原材料之一，隨著我國河砂和天然砂等資源的逐漸減少，政府加強了對開采砂石資源的管控力度，因此，機制砂代替天然砂已經成為建筑行業發展的必然趨勢。此外，機制砂可以通過生產工藝調整和控制等手段調整商品混凝土的硬度、和易性等參數，因此，加快推進機制砂在商品混凝土中的應用是建筑領域相關企業結構升級的重要因素。本文通過介紹機制砂的概念、特點和生產過程進一步探討其在商品混凝土中的應用，這對推廣機制砂在建筑行業的應用有重要參考意義。

1 機制砂的基本概念、特點及生產過程

1.1 機制砂的基本概念

機制砂相對天然砂和河砂而言，是一種人工砂石。機制砂是指通過制砂機等設備及其附屬設備采用預設的工藝加工而成的砂石。因為機制砂的生產過程具有生產工藝可調，生產成本較低等特點，因此機制砂可被應用于市政、交通等基礎建設工程中不同強度等級的混凝土生產中。在滿足規定技術要求的情況下，還可以被運用于港口建設、水利建設等的混凝土工程中。

機制砂可增加混凝土的強度，因此機制砂還可用于配制高塑性和大流動性的混凝土工程。但在應用機制砂時，要注意混凝土強度等級的要求，不同強度等級要求的混凝土，機制砂的細度模數要求不同，具體可分為：配制C60（強度等級）的混凝土，機制砂細度模數應≥2.3；配制C45～C55（強度等級）的混凝土，機制砂細度模數應≥1.8；配制C60（強度等級）以上的混凝土，機制砂細度模數應通過實驗設計獲得數據，并經過論證合格后才可以確定。

1.2 機制砂的特點

機制砂相比天然砂和河砂有其獨特的優勢和特點。這些特點主要表現在以下4個方面：①資源再利用。由于生產工藝的可控性和可創新性，機制砂可以通過利用多種廢棄資源制砂。在當今資源短缺的環境下，機制砂的發展，使得多種工業廢料得到一定的再利用，為我國的節約性和循環型經濟做出重要貢獻；②易于管控。機制砂生產線有固定的生產場所，其運行必須經過相關機構的認證許可。這一過程使得機制砂的生產易于管控，對保證機制砂的生產和經營有重要作用；③質量穩定。機械化的機制砂生產線，可以保證機制砂的質量穩定性、可控性。這主要體現在對生產工藝的過程控制；④產品多樣化。機械化的機制砂生產線，通過調整工藝參數，可以生產出不同粒形和不同級配的機制砂。多樣化的機制砂產品有助于其應用于多種建筑工程項目中。

1.3 機制砂的生產過程

機制砂生產線通常要求具有高自動化程度，低運行成本，高破碎率，低能耗，大產量，少污染，方便維修等特點。滿足這些要求的機制砂生產線通過工藝調控，可以生產出符合國家建筑砂標準的機制砂（主要表現為粒度大小均勻、砂粒形狀好、等級配制合理）。

通常，機制砂生產線需要配有振動式給料機、砂石破碎機、振動篩、制砂機、膠帶輸送機等設備。其生產過程可以分如下4個步驟：①粗碎機將石料進行初步破碎；②膠帶輸送機將產成的粗料輸送到細碎機進行進一步破碎處理；③經過細碎的砂石料進入振動篩，篩分出2種石子，其中一部分石粒滿足制砂機進料粒度，這一部分石子將進入制砂機進行制砂；另一部分不符合制砂機進料粒度的石料通過返料進行再次細破；④進入制砂機的石料一部分用于制成砂（此后亦可增加清洗工藝，經過洗砂機清洗后制成成品砂），另一部分進入制砂機進行再次破碎。

2 機制砂在商品混凝土中的應用

商品混凝土是由水泥、水、砂石骨料及其他需要的外加劑、礦物摻合劑等組成成分按照規定比例，在攪拌站經過計量和拌制后出售的（混凝土）拌合物。其中砂石骨料是決定商品混凝土應用場合和質量穩定性的重要因素。

機制砂因其具有生產工藝可調控的特點，在混凝土中的應用日趨廣泛。但要保證機制砂在混凝土中的應用符合國家標準和行業要求，就需要對機制砂的配制參數進行科學選擇和控制。這樣才能實現機制砂在商品混凝土中的應用價值。具體可以從如下方面進行調配：①控制石粉含量。機制砂經處理前含有一定量（10%-15%）的石粉，在機制砂生產過程中，不應一味地將石粉完全沖洗掉。一方面，石粉被沖洗后，如果處理不當極有可能對環境造成污染；另一方面，適量的石粉含量（根據混凝土的參數進行實驗，得到最佳配比數據）可以提高混凝土的和易性，進而提高混凝土的綜合性能；②細度模數和級配。盡管機制砂相對天然砂有諸多優勢，但因其富有棱角，相同細度模數的機制砂顆粒級配劣于天然砂，因此在將機制砂應用于商品混凝土生產時，須降低其細度模數以改善其級配，（并要求達到中砂范疇的機制砂的級配應接近級配2區的要求）。要滿足這些要求，就需要在配制混凝土時選用由專用機組生產的質地均勻、堅硬、級配合理的中、粗砂（機制砂），細度模數須級配連續且最好在2.6-3.1之間；機制砂級別宜為Ⅱ級及以上，壓碎指標應不大于25%；③含砂率。因為機制砂有別于天然砂，因此機制砂混凝土的含砂率不能按照天然砂混凝土含砂率的取值方法直接獲得，而應該根據機制砂自身的細度模數、石粉含量、級配等參數，結合水膠比和碎石最大粒徑來最終確定。含砂率涉及參數較多，通常需要經過試驗進行確定，試驗時可采用“五點法”，即在含砂率35%-43%的范圍內每隔2%選取一個含砂率測試混凝土的和易性，混凝土的和易性達到最佳即為合理含砂率。通常，機制砂的細度模數越低、級配越高、石粉量越高，合理含砂率就越小。而在保證混凝土的工作性、強度性能和耐久性能等滿足要求的前提下，應盡量選取較小的含砂率，以保證混凝土配比的經濟性。

總之，在機制砂應用于商品混凝土的過程中，要最終保證配制過程攪拌的效率（工作性）、混凝土的力學性能、混凝土的塑性（收縮變形性能）、抗氯離子滲透等性能。

3 總結

機制砂在商品混凝土中的應用，是建筑土木工程領域的一大發展，隨著國家自然砂石資源的逐漸減少，機制砂勢必將越來越多地被運用于更多的工程項目中。機制砂的生產過程為機械化生產過程，因此，其粒度、級配和性能都具有可調控的特點，這些特點可以保證機制砂配制的混凝土質量可靠、性能穩定、故障率低。同時，機制砂和天然砂相比，也存在一定的不足，比如機制砂多有棱角，這就要求在配制混凝土時，須使用較天然砂更低細度模數的機制砂。此外，隨著機制砂生產在商品混凝土中的廣泛應用，機制砂生產企業還應特別關注設備的穩定性、備件的充足性、機制砂石的性能一致性等，只有機制砂生產可控，混凝土的質量才能受控，才能滿足建筑物的安全性。

［1］欒福云，馬蘭，楊勝.機制砂在混凝土中的研究應用［J］.建筑安全，2015（11）：74-76.

［2］江綠球，路名會，張秀葉，等.機制砂在C50商品混凝土中的應用［J］.粉煤灰，2014（3）：25-26.

［3］黃榮華.機制砂在預拌混凝土中的應用及性能研究［J］.福建建材，2015（9）：17-18.

［4］李洪偉，王濤，陳旗軍，等.機制砂取代河砂性能研究［J］.江西建材，2016（12）：1.

［5］趙順波，王磊，梁娜.石粉含量對機制砂水泥砂漿力學性能的影響［J］.混凝土，2014（4）：130-132.