摘要：随着国民经济的飞速发展，我国基础建设项目与日俱增，对建筑原材料的需求也不断增多。一直以来，砂石料都是我国基础设施建设和建筑业的重要原材料之一，随着我国河砂和天然砂等资源的逐渐减少，政府加强了对开采砂石资源的管控力度，因此，机制砂代替天然砂已经成为建筑行业发展的必然趋势。此外，机制砂可以通过生产工艺调整和控制等手段调整商品混凝土的硬度、和易性等参数，因此，加快推进机制砂在商品混凝土中的应用是建筑领域相关企业结构升级的重要因素。
关键词：机制砂生产；商品混凝土；应用
1机制砂的发展现状
在国外发达国家机制砂的使用已经有几十年的历史了，机制砂被广泛的应用在建筑工程中，国外机制砂的研究使用已经应用标准已经比较完善。我国建筑工程机制砂的使用在上世纪六十年代已经开始了，但是大部分建筑工程还是使用江砂和河砂，在1973年我国国家建委制定了《机制砂混凝土技术规程》，机制砂应用范围慢慢扩大，然而，由于我国机制砂的技术规范还不够完善，实验材料还比较落后，我国的建筑行业还是比较依赖天然砂，许多机制砂的生产企业，为了迎合客户，使机制砂美观些，就会洗去石粉，影响到机制砂的质量。在机制砂中存在石粉是无法避免的，机制砂中存在适量石粉还是有必要的。机制砂中的石粉冲洗后，会带走一些细颗粒，这些细颗粒会影响到商品混凝土的和易性与工作性。在机制砂中掺入适量石粉可以起到填充的作用，可以大大提高低等级商品混凝土的强度，同时也改善了低等商品混凝土的性能。因此，在机制砂中掺入石粉并且对石粉的含量加以控制，可以有效提高机制砂商品混凝土的强度以及工作性能。我国生产的机制砂一般有两个形式，一个是专门生产的机制砂，其级配与细度模数都高于天然砂，砂砾的粒型与天然砂也非常相近，一个是用各种尾矿来生产的机制砂，是附带产品，这也是我国机制砂的主要形式。大部分是生产碎石之后产出的石屑，在加工与筛分之后制成机制砂。石屑制成的机制砂所需要的成本非常低，数量也比较多，级配与粒型不合格的石屑当作细骨料，会使得商品混凝土的和易性变差，强度也会变差，所以，许多人都会认为机制砂的质量差，无法代替天然砂，进而导致推广机制砂比较困难。其实，在选择机制砂时，只要选择那些使用先进设备与工艺制成的机制砂，还是可以完全代替天然砂的。
2机制砂的特点
机制砂相比天然砂和河砂有其独特的优势和特点。这些特点主要表现在以下4个方面：①资源再利用。由于生产工艺的可控性和可创新性，机制砂可以通过利用多种废弃资源制砂。在当今资源短缺的环境下，机制砂的发展，使得多种工业废料得到一定的再利用，为我国的节约性和循环型经济做出重要贡献；②易于管控。机制砂生产线有固定的生产场所，其运行必须经过相关机构的认证许可。这一过程使得机制砂的生产易于管控，对保证机制砂的生产和经营有重要作用；③质量稳定。机械化的机制砂生产线，可以保证机制砂的质量稳定性、可控性。这主要体现在对生产工艺的过程控制；④产品多样化。机械化的机制砂生产线，通过调整工艺参数，可以生产出不同粒形和不同级配的机制砂。多样化的机制砂产品有助于其应用于多种建筑工程项目中。
3机制砂的生产过程
机制砂生产线通常要求具有高自动化程度，低运行成本，高破碎率，低能耗，大产量，少污染，方便维修等特点。满足这些要求的机制砂生产线通过工艺调控，可以生产出符合国家建筑砂标准的机制砂（主要表现为粒度大小均匀、砂粒形状好、等级配制合理）。通常，机制砂生产线需要配有振动式给料机、砂石破碎机、振动筛、制砂机、胶带输送机等设备。其生产过程可以分如下4个步骤：①粗碎机将石料进行初步破碎；②胶带输送机将产成的粗料输送到细碎机进行进一步破碎处理；③经过细碎的砂石料进入振动筛，筛分出2种石子，其中一部分石粒满足制砂机进料粒度，这一部分石子将进入制砂机进行制砂；另一部分不符合制砂机进料粒度的石料通过返料进行再次细破；④进入制砂机的石料一部分用于制成砂（此后亦可增加清洗工艺，经过洗砂机清洗后制成成品砂），另一部分进入制砂机进行再次破碎。
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4机制砂在商品混凝土中的应用
商品混凝土是由水泥、水、砂石骨料及其他需要的外加剂、矿物掺合剂等组成成分按照规定比例，在搅拌站经过计量和拌制后出售的（混凝土）拌合物。其中砂石骨料是决定商品混凝土应用场合和质量稳定性的重要因素。机制砂因其具有生产工艺可调控的特点，在混凝土中的应用日趋广泛。但要保证机制砂在混凝土中的应用符合国家标准和行业要求，就需要对机制砂的配制参数进行科学选择和控制。这样才能实现机制砂在商品混凝土中的应用价值。
具体可以从如下方面进行调配：
4.1控制石粉含量
机制砂经处理前含有一定量（10%－15%）的石粉，在机制砂生产过程中，不应一味地将石粉完全冲洗掉。一方面，石粉被冲洗后，如果处理不当极有可能对环境造成污染；另一方面，适量的石粉含量（根据混凝土的参数进行实验，得到最佳配比数据）可以提高混凝土的和易性，进而提高混凝土的综合性能。
4.2细度模数和级配
尽管机制砂相对天然砂有诸多优势，但因其富有棱角，相同细度模数的机制砂颗粒级配劣于天然砂，因此在将机制砂应用于商品混凝土生产时，须降低其细度模数以改善其级配，（并要求达到中砂范畴的机制砂的级配应接近级配2区的要求）。要满足这些要求，就需要在配制混凝土时选用由专用机组生产的质地均匀、坚硬、级配合理的中、粗砂（机制砂），细度模数须级配连续且最好在2.6－3.1之间；机制砂级别宜为Ⅱ级及以上，压碎指标应不大于25%。
4.3含砂率
因为机制砂有别于天然砂，因此机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获得，而应该根据机制砂自身的细度模数、石粉含量、级配等参数，结合水胶比和碎石最大粒径来最终确定。含砂率涉及参数较多，通常需要经过试验进行确定，试验时可采用“五点法”，即在含砂率35%－43%的范围内每隔2%选取一个含砂率测试混凝土的和易性，混凝土的和易性达到最佳即为合理含砂率。通常，机制砂的细度模数越低、级配越高、石粉量越高，合理含砂率就越小。而在保证混凝土的工作性、强度性能和耐久性能等满足要求的前提下，应尽量选取较小的含砂率，以保证混凝土配比的经济性。总之，在机制砂应用于商品混凝土的过程中，要最终保证配制过程搅拌的效率（工作性）、混凝土的力学性能、混凝土的塑性（收缩变形性能）、抗氯离子渗透等性能。
4.4机制砂商品混凝土的抗渗性
商品混凝土的抗渗性是和混凝土孔结构有关系的，机制砂里面的石粉被认为是商品混凝土中提高抗渗性最主要的原因。有一种说法在机制砂里面石粉仅仅只是一种填料，虽说石粉并不具备活性，但是，其有效提高了商品混凝土密实性，提高了水泥石和骨料界面的黏结。还有人认为石粉可以有效改善水泥石孔隙的结构，来提高商品混凝土的抗渗性。
结论
总而言之，砂石是商品混凝土材料重要的组成部分，严重影响到整个建筑工程的质量。在天然砂缺乏的地方，机制砂在商品混凝土中的应用是非常可行的，其试验效果也非常显著。机制砂的应用不仅仅提高了商品混凝土的性能，还大大降低了成本，为我国建筑行业发展做出了相应的贡献。
参考文献：
[1]王雪华.浅析机制砂在工程混凝土的应用[J].科技创新与应用，2016，18（11）：92～94.
[2]姜玉芳.商品混凝土中机制砂的研究工作[J].商品混凝土，2015，29（22）：105～107.
论文作者:张展雄
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
标签：机制论文; 混凝土论文; 商品论文; 砂石论文; 和易论文; 我国论文; 骨料论文; 《基层建设》2018年第11期论文;