混凝土中機制砂檢測與影響分析

敖得策

材料是目前工程項目的重點改造對象，隨著我國基礎性施工建筑的數量增多、規模擴大，建筑用材消耗率也在不斷增加，因此節能環保型建筑材料得到了廣泛重視。機制砂是一種能夠充分取代自然砂的人造建筑材料，目前在建筑混凝土中得到了廣泛應用，優勢明顯。現代工程設施對質量的要求不斷提高，混凝土施工是工程施工的關鍵一環，如何提高其施工質量是施工單位需要認真考慮的問題。基于此，本文對混凝土中機制砂檢測與影響展開分析，提出科學合理的技術改造方案。

一、機制砂概述

機制砂主要指使用制砂機儀器等其他輔助設備加工制成的一種砂子，成品十分規則，另外也被稱作人工砂或者細骨料。在具體加工階段，能夠結合不同工藝需求進行針對性加工，生成規格、大小不同的砂子，滿足施工要求。尤其是對天然砂資源匱乏的地區，機制砂具備明顯的優勢，具有廣闊的發展空間。隨著科技水平的不斷提高，機制砂的生產線具備自動化程度高、成本低、破碎率高、優產高產、污染小、維護檢修便利等優勢，能夠充分滿足建筑砂的應用標準，并且粒度均勻、形狀、級配合理。如圖1所示。

圖1 機制砂

現代建筑主要以砂石骨料為支撐體，為建筑結構的穩定性提供保障，能夠避免潛在的結構風險問題。砂石骨料也是建筑設施的主要支撐材料，根據建筑行業相關規范標準制定科學合理的配合比方案，為現場施工作業提供材料保障。基于對安全性與質量性能的考慮，建筑施工需要合理選用相關技術工藝，根據合同指標規定要求，采取有效的優化改良手段。

對機制砂的特性進行分析，主要表現在外觀、石粉含量、粗細度、級配等多個方面。目前較為常用的機制砂均采用中粗砂，其細度模數為3～3.7。石粉含量過高必然會影響混凝土的強度，進而使收縮性增加，導致機制砂生產成本增加；如果石粉含量較高，表明細顆粒較少，級配與標準不符，進而嚴重影響混凝土的易降性。對機制砂顆粒的外形展開分析，多數粒徑＜0.15mm或者＞2.36mm。通常情況下，機制砂的級配需要滿足自然砂級配的要求最高值。主要原因在于機制砂多通過機械粉碎、篩分而成，所以其外形主要為三角形或者方距體，表面相對粗糙。雖然顆粒外形對混凝土和易性具有一定的影響，但是有助于建料和水泥粘結。

二、混凝土中機制砂檢測與影響

1. 石粉巖性及含量的影響

通過水洗篩分的方法能夠有效去除機制砂中存在的石粉，之后對機制砂中的不同級配中值進行合理調整，使其能夠盡量接近自然砂的級配中值。通過這一方法調配形成的混凝土，與河砂相比具有更高的強度。主要原因在于機制砂顆粒的表面較為粗糙，存在一定的棱角，與水泥的粘合性較強，因此有助于提高混凝土的強度。雖然不同石粉巖性對混凝土強度的影響程度有所不同，但是整體上并無較大差異。

本文通過相關數據分析機制砂中石粉含量變化對混凝土性能的影響，具體結果如圖1所示。

表1 石粉含量對混凝土性能的影響

圖2 石粉含量對混凝土性能的影響

通過上述數據研究可知，隨著機制砂石粉含量的增加，混凝土的和易性得到明顯改善，坍落度顯著提高，同時能夠有效避免離析、泌水等不良情況，其中石粉含量約10%時混凝土的性能最佳，而如果其含量多于12%，將會導致用水量增加，進而對混凝土的坍落度造成影響。所以在進行高強度混凝土配制的過程中，需要嚴格控制機制砂的石粉含量，這也是關鍵的作業環節。另外，抗壓強度是目前評估混凝土性能的一項重要指標，混凝土性能與抗壓強度密切相關。合理控制機制砂的石粉含量對于保證混凝土強度具有重要意義。

2. 機制砂顆粒特性的影響

機制砂顆粒特性也是影響混凝土性能的主要因素，具體表現在機制砂形狀與級配方面。機制砂的顆粒外形具有一定的特殊性，對混凝土性能的影響主要體現在使用同一母材的條件下，顆粒形狀直接影響混凝土的和易性。而骨料特性、自身強度等因素對混凝土的漸變程度與系數有直接影響。因為石粉為機制砂的主要成分，石粉會導致漿體的質量增加，同時其自身砂率較高，導致整體砂漿量增加，使混凝土的徐變度及系數增加。另外，因為機制砂表面較為粗糙，內部的顆粒具有一定的棱角性，因此能夠有效制約混凝土本體發生變形。對級配而言，如果所生產機制砂的顆粒大、數量多，粒度分布不均，所配制混凝土在實際應用過程中極易出現泌水、離析等不良情況。

3. 機制砂亞甲藍（MB）值的影響

機制砂MB值是判斷機制砂是否存在膨脹性粘土礦物，同時明確其含量的一項重要指標。對機制砂檢測而言，主要是體現＜0.075mm的細顆粒主要是石粉或泥粉的作用。機制砂MB值對混凝土力學性能有直接影響。如果混凝土的整體強度較低，特別是機制砂混凝土存在明顯的離析、泌水隱患，混凝土中的自由水極易聚集于粗集料的表面，對混凝土的界面過渡區造成影響，導致混凝土力學性能明顯下降。如果機制砂中含有一定的泥粉，也就是MB值呈現升高趨勢，有助于改善新拌混凝土的保水性，同時有助于改善自由水在粗集料表面大量聚集的情況，強化了硬化混凝土界面的過渡區性能，同時使路面混凝土的力學性能得到了增強。但是從另一個角度進行分析，如果機制砂中的泥粉含量升高，必然會對水泥水化的正常反應造成影響，直接影響水泥石的強度，同時隨著泥粉含量的升高，混凝土內部自由水被泥粉吸附，硬化后生成諸多微小裂紋，對機制砂混凝土的力學性能造成不利影響。

路面機制砂混凝土力學性能受MB值兩種作用共同影響，如果MB值較小，MB值的增強效應明顯，混凝土力學性能得到強化；如果MB值較大，泥粉的劣化作用明顯，混凝土力學性能降低。兩種作用效果對混凝土力學性能產生共同影響，隨著MB值的變化，影響程度也有所不同。

通過上述分析可知，機制砂作為一種新型建筑材料，其本身的特性，如巖性、含量、外形以及MB值，均會對混凝土性能產生一定的影響。因此對相關工作人員而言，需要加強研究與分析，全面掌握機制砂的特性以及其對混凝土性能的影響，在這一基礎上采取有效的檢測與控制措施，為施工的順利開展提供保障，保證整體施工質量。

三、質量控制措施

1. 加強對細度模數的控制

為了能夠保證機制砂細度模數與級配的合理性，需要合理調整最小級振動篩的篩孔尺寸以及洗砂強度。諸多實踐研究顯示，如果最小級振動篩的篩孔尺寸為3.5mm，所制成的機制砂細度模數約為3.4，因此能夠確保其級配滿足標準規范要求。

2. 加強對石粉含量的控制

在進行機制砂生產作業時，因為易受到其他因素的影響，因此無法避免會產生部分顆粒約為0.075mm 的石粉，根據相關標準規定，如果顆粒約為0.075mm，需要將其視為泥，同時對砂中含泥量具有較高的要求。

3. 加強對泥塊含量的控制

機制砂中泥塊含量的控制與檢測是質量控制工作的關鍵，可以從以下幾個方面入手：第一，開采礦石的過程中，需要全面清理表面的泥土、植被等雜質；第二，裝卸塊石時，需要通過人工作業的方式全部揀出存在的泥土；第三，利用振動喂料機全面篩除塊石中存在的泥土。圖3為振動喂料機示意圖。

圖3 振動喂料機示意圖

4. 加強對壓碎指標的控制

對于顆粒形狀完整性較強的機制砂，通常情況下，其壓碎指標保持在20%～25%內，機制砂中針片狀含量直接影響壓碎指標值，相關研究表明，非專業的機制砂中含有較多針片狀，其壓碎指標多超過30%，部分甚至更高。

5. 加強對有害物質的控制

有害物質在機制砂中較為常見，因此做好檢測與控制工作十分必要，如果機制砂中存在有機物等有害物質，其含量需要與表2標準要求相符。

表2 機制砂中有害物質的規定值

四、建筑混凝土材料配制施工方案

1. 水泥

混凝土材料的選配對建筑結構穩定性有直接影響，因此需要以材料控制為著手點加強對混凝土的控制，為工程項目質量提供保障。針對傳統建筑結構存在的一些不足，需要根據相關技術進行優化，這樣才能夠確保砂石骨料的穩定性。對水泥材料配制工作而言，會導致不同類型的水化反應，砂石骨料出現裂縫，對建筑的安全性造成影響，因此需要加以重視。

2. 砂、石料

對現代混凝土施工建設而言，不但對砂石骨料的改良提出了較高的要求，同時對建筑規劃決策具有全新的標準。砂、石料是機制砂的主要元素，整體配合度對混凝土整體性能有直接影響，因此需要加強對混凝土材料的控制，確保材料配合的耐久性。根據目前材料配合方式，砂、石等連續級配控制過程中，碎石的最大粒徑需要＜結構截面最小尺寸的1/4，確保砂石骨料的穩定性。

3. 外加劑

外加劑有助于保護建筑結構，根據混凝土材料加強控制，才能保證混凝土施工的質量，確保整體結構布局的合理性，同時有助于提高施工效率。通過強化外加劑的安全性能，能夠加強對混凝土施工的保護。外加劑的控制需要從其干縮性入手，選擇粉煤灰能夠確保結構受到高壓影響仍然保持不變，是強化機制砂性能的關鍵。

綜上所述，機制砂作為混凝土的主要材料之一，對于建筑結構具有極強的保障作用。為了實現對整體結構的優化，需要加強對機制砂的控制，做好檢測工作，加大研究力度，為混凝土結構提供保障，消除潛在的安全隱患。