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摘要：近些年，我国市场经济发展迅速，市场经济体制逐渐完善，我国建筑工程事业在这种背景下得到了迅速的发展。建筑工程材料中砂石是一种重要的组成部分，然而砂石的产区在我国分布十分不均，开采天然砂石会对环境造成危害，使得部分地区的建筑工程使用的砂子不得不从天然砂转向机制砂。
本文首先简单介绍机制砂的概念、特点、种类及应用，其次阐述机制砂混凝土及应用的注意事项最后以实例说明机制砂混凝土的应用情况。
关键词：机制砂；混凝土
1 引言
在目前我国大多数地区，建筑工程使用的砂子都属于天然砂。砂子资源是一种地域性较强的资源，近几年伴随经济的发展，我国城市和山区的基本建设也随之发展越来越快。然而，我国不少地区的天然砂资源却伴随着建筑的发展逐渐减少，有些地区甚至出现没有优质的天然砂。这种建筑工程砂子使用的供需矛盾日渐突出，市场上天然砂的供应日趋不足，天然砂的价格也伴随连年上涨。然而伴随价格的日益升高，天然砂的质量却越来越差，含泥量大、砂子质量参差不齐等问题屡见不鲜，导致工程中外加剂的使用量越来越高，混凝土坍落度的增大会提高混凝土的成本，混凝土的性能却进一步下降。这种现象造成混凝土的质量、成本控制、配合比设计中的诸多难题。所以，积极解决建筑工程砂子使用的问题，对施工单位和混凝土企业而言是十分关键的。
天然砂是混凝土的重要组成部分，伴随经济的高速发展，环境保护意识在人们心中的地位越来越高，天然砂的开采已经在很多地方受到了限制，而天然砂逐渐成为市场和施工的主要原材料，因此在混凝土的拌制中，机制砂也逐渐取代了天然砂。
2 机制砂的定义
所谓机制砂，对它的定义就是指通过制砂机或者其它附属的设备对石料或者其他物质进行加工，从而生成的砂子。这种砂子的成品相对于非机制砂来说，形状更加规则，同时可以根据不同工艺要求，来加工成不同大小和规格的砂子，以满足实际工程的需求。制备机制砂要对设备的要求很严格，必须使用专业的设备才能制出满足工程条件并且质量合格的砂石。
机制砂的粒径通常不大于4.75㎜，使用材质中通常不包含风化岩和软质岩的颗粒。机制砂生产线中所使用的设备有颚式破碎机、振动给料机、振动筛、制砂机和胶制砂生产线带传输机等，多种设备统一组合，形成一条完整的机制砂生产线。根据工艺要求的不同，来组合各种型号的设备，以满足不同的要求。
3 机制砂的工艺手法
机制砂的制作工艺也分为两种，一种是湿法制作，就是通过水将机制砂中的杂物洗去，这样的方式会受到水源的限制，如果在没有水或者水量比较缺乏的地区就会受到限制，传统的做法就是以湿法制作为主。这种做法的优点是能够减少对空气的污染，而且可以使机制砂的质量更高。另一种做法就是干法制作。这种做法能够有效搭配所有的原料，而且这种机制砂能够保证混凝土的使用性能，同时对于遗留的废物能够回收利用，实现循环。缺点就是投入相对较大，而且对空气的污染比较严重。
4 机制砂的种类
我国的机制砂现阶段主要有四种类型：第一种是使用河道卵石加工而成的机制砂，这种机制砂的质量参差不齐，产量也相对较小；第二种是使用各种尾矿加工而成的机制砂，这种机制砂的产量很大，但质量也良莠不齐，是现阶段施工中最广泛使用的类型，这种机制砂的生产厂家繁多。第三种是在开采矿石的过程中生产出来的机制砂，这种机制砂的产量很低，但是相对于前两种机制砂，这种机制砂的质量最好。第四种是充分利用隧洞出渣，投入先进的制砂机设备进行深加工。
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5机制砂在混凝土中应用必须考虑的问题
我国地域广阔，受制于各地的自然条件和经济因素，并不是机制砂在所有的地方都有很大的适用面，据统计显示，机制砂的推广使用好像受到了一定的阻力，这并不是单单由于地理位置等自然原因造成的，其中还包括人们对机制砂的认识不同，制造的机制砂难以保证质量等多个方面的原因。
5.1加强管理和利用科技保障机制砂的质量
中国是一个面积比较大的国家，南北、东西的差异都很大，每一个地区都有自己的特点，地方的自然环境和科技手段都有不同。所以应当根据各地的实际情况进行设计，提高制作机制砂的水平，在制作过程中加强相应的管理，对施工人员进行必要的培训，增强其对相关原理的认识。另外就是引进高新科技，利用科技的力量去提高机制砂的质量。还有就是要对机制砂进行必要的检测评估，及时淘汰不符合标准的机制砂。
5.2能够正确理解石粉的意义
在机制砂的制作生产中会产生相当数量的石粉，这是机制砂独有的特点，对于石粉的理解学者们已经有明确的定义。石粉对混凝土是有好处的，不同于天然砂中的泥，石粉能弥补机制砂的不足，另外还能够增加混凝土的和易性，增强混凝土的密实度，提高其工作性能。
5.3对于混凝土的原材料掺配的比例应当做出适当调整
与天然砂不同的是机制砂是人工制作的，每一个环节对于原材料的使用都有相应的标准和要求，这样其在混凝土中的设计也不同于一般的天然砂制作的混凝土，按照原来的成分将机制砂的砂率碎石比例调整以后，所制作的混凝土的强度会有一个提高，所以设计混凝土配合比的人员应当充分了解机制砂的特性和对混凝土的影响，能够认识到机制砂和天然砂的差别并按照相应的研究标准进行改变。
5.4加强对机制砂的研究和实践
研究是推动实践的重要指导，只有在一个适合的条件下能通过实践制造出符合标准的物质。在机制砂的制作中应当坚持进行机制砂研究，对于机制砂的成分，去除杂质、提高工艺、保证质量等多个方面进行深入研究。
6 工程概况
五盂高速公路LJ4标，位于山西省忻州市五台县陈家庄乡，佛岭隧道设计为左右线分离式隧道，两洞边墙距离最大约为31.36米，位于K21+130附近，最小间距约14.5米，位于五台端洞口。右洞全长8805米，K12+555-K21+360（LJ4标施工K12+555-K17+000）；左洞全长8803米，ZK12+570-ZK21+373（LJ4标施工ZK12+570-ZK17+000），隧道左右线均属特长隧道，总体走向近南北向。
五盂高速公路LJ4合同段范围内佛岭隧道设通风竖井1座，位于正洞K16+410位置上方，佛岭隧道竖井设计净直径为10.5m，井深432m，初衬采用锚杆、网、钢骨架及喷射混凝土支护，内衬采用钢筋混凝土支护，设计混凝土标号有C25，C20，C10，混凝土总方量16万方。隧道围岩主要由第四系全新统冲洪积（Q4el+pl）黄土状土，卵石，第四系中更新统（Q2eol）黄土，残坡积（Q2el+dl）碎石，寒武系中统张夏组（Ε2z）泥质条带灰岩，泥质砂岩及石英砂岩，太古界龙华河群翻梁沟组（Arlnf）混合花岗片麻岩和太古界龙华河群辉理组（Arlnf）黑云斜长片麻岩等构成。
佛岭隧道地处五台山侵蚀中山区，基岩山脊，局部夹混合花岗片麻岩，属坚硬岩，隧道出渣，原材料加工天然方便针对项目隧道出渣块石多、隧道弃渣量大，采用机制砂加工技术将隧道弃渣加工成机制砂替代河砂进行隧道混凝土施工，不仅缓解了弃渣场地占用，加工成碎石和机制砂，拌和站利用起来十分方便，制砂在生产前要对母岩强度，压碎值等指标进行试验，采用天然砂与机制砂的合理掺配，增加掺合料粉煤灰用量来提高混凝土的和易性，选用质量稳定的外加剂降低用水量总加流动度，降低水泥用量优化配合比设计，采用合理的砂率满足现场混凝土的施工要求，同时还满足了图纸设计要求的抗渗指标强度等要求，在施工过程中积累了一定的经验和数据总结，可以在以后的工程建设中大力推广和应用，在公司隧道项目上可以大力试点。
7 结语
本工程采用的机制砂有以下特点和优势：工程采用的机制砂掺加了30%的河砂；改善了混凝土的和易性和工作性；采用的机制砂配制的混凝土强度抗渗等指标均达到设计要求。满足隧道衬砌混凝土的泵送要求和工作性能。节约混凝土成本，资源再利用。
参考文献：
[1]宁旭刚 浅谈机制砂混凝土的应用[J].江西建材 2014.04.
[2]杨 帆 机制砂在混凝土中的应用问题研究[J].商品混凝土.2013.04.
[3]马 建 机制砂在水泥混凝土中的应用[J].现代公路.2013.No.14.
论文作者:王增波
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/21
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