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摘要：作为决定混凝土配合比的关键参数，机制砂砂率的重要性毋庸置疑。本文就机制砂砂率对混凝土设计性能的影响进行了深入分析，并以其试验结果为依据总结了砂率对混凝土性能与外加剂掺量的实际影响，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。关键词：机制砂;砂率;混凝土性能;试验;影响

引言：城市的发展与进步与使得其对于基础设施的需求量也在逐渐增大，国家为满足城市发展需要，在加大资金投入的条件下使得其对于混凝土有着极大的需求量。作为影响混凝土性能的关键因素，砂具有极为重要的作用，而从产源的角度来看，其又被分为机制砂与天然砂。河砂是天然砂中的主要类别，由于其本身具有不可再生性，使得其在长期的开采环境下日渐减少，再加上河砂在被大量开采后极容易对周边的生态环境造成极为不利的影响。为解决这一问题，实现“既要金山银山，也要绿水青山”的经济发展目标，利用机制砂代替河砂以满足对混凝土的需求已然成为了资源利用与发展的整体方向。因此，深入分析机制砂砂率对混凝土本身性能的影响具有极为重要的现实意义与价值。

1 机制砂概述

机制砂在设施建设环节也被称之为人工砂，若从《建设用砂》的角度来看，其对于机制砂的常态定义为经过除尘处理后、在机械帮助下做破碎与筛分处理而得到的粒径在 4.75毫米以下的颗粒，其原材料多数为矿山尾矿、工业废渣以及岩石，但需要注意的是，由于机制砂的某些特殊用途，一般不将已经受到严重风化且具有软质特征的颗粒作为机制砂的主要制作原料。中粗砂是现阶段混凝土行业中所选择应用的主要机制砂类型，由于地区与所使用机械的差异，使得实际生产出来的机制砂无论是颗粒级配还是砂砾类型均存在着较大差异 [1]。以部分机制砂为例，其中的颗粒多为片状，有些颗粒级配呈现出了中间大两头小的特征，也就是人们常说的断档。但无论是何种颗粒类型，若与国际建设用砂的技术应用标准相符，则代表其能够被应用于混凝土中，充分发挥其应用优势。相较河砂，机制砂与之最大的区别就是其中掺杂了一定量的石粉，且颗粒级配与粒型方面存在着差异，这使得该种砂砾与天然砂作比较，无论是应用性能还是配置比均相对较差。而作为与混凝土配合比息息相关的参数类型，砂率的重要性毋庸置疑，通过对不同机制砂砂率对混凝土本身工作性能的影响分析，能够为机制砂混凝土配合比的应用设计以及后续的工程建设过程提供完备条件。

1 试验

1.1材料

本次试验所选择应用的水泥类型为某公司所生产的型号为 P·O42.5;所选择应用的粗骨料以两档级配碎石为主，其粒径在 10至 20毫米与 16至 31.5毫米之间 [2];混凝土配比环节所使用到的外加剂为聚羧酸高效减水剂;添加的水满足国家相关标准;而细骨料主要以机制砂为主，来源厂家有所差异。

1.2试验方法

针对新拌制的混凝土，若有对其坍落度进行检测、了解混凝土抗压强度以及制作养护的需要，则主要依据《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》中的要求推进试验进程，在其抗压强度方面，其测试也应以《普通混凝土力学试验方法》中的相关标准为前提。

1.3试验方案

同类型的水胶配合比例与外加剂掺量条件下，深入分析不同的砂率对混凝土扩展度、坍落度、和易性以及抗压强度的影响具有极为重要的现实意义 [3]。保持相同水胶比与混凝土扩展度，能够总结出在不同砂率条件下对混凝土外加剂掺量的影响，具体的试验方案如表 1中所包含的内容所示。

2 试验结果分析

2.1不同砂率条件下对混凝土自身性能的影响

在同种水胶比的条件下，将机制砂的砂率保持在 42%至 47%之间，深入分析可能对混凝土造成的影响，包括和易性、扩展度以及抗压强度等，详细数据如图 1与图 2所示。

从图 1中内容可以看到，在同种水胶比与外加剂掺量的条件下，不同的砂率明显影响到了混凝土的扩展度 [4]。总结来看，砂率的提升使得整个混凝土扩展度的变动趋势逐渐升高，到达一个限定值后反而随砂率提升而不断减小，图中数据显示在 4种机制砂的条件下，能够达到最大值的砂率数据分别为 44%、44%、44%、45%。在这一图表数据的基础上，分析来看导致出现此种现象的主要原因是：在控制机制砂砂率较低的情况下，此时砂与水泥浆之间的组成砂浆相对减少，这也是导致生产出的混凝土拌和物包裹性与黏聚性均较差的主要原因。再加上粗骨料与细骨料之间的摩擦力相对较大，使得流动性也相对较低;而当砂率较大时，此时对于砂浆来说其黏聚性与保水性均要好得多，此时所生产出的混凝土的拌和物较为浓稠，继而使得不同骨料之间的摩擦力提升，继而影响到了其整体流动性，使其有相对下降。再加上砂率也将会同时变大，骨料的总面积相对而言也会有不同程度的扩张，此时不仅使得水泥浆不足，且骨料的整体包裹性也有了不同程度的下降，和易性在此种条件下逐渐变差。

从图 1与图 2的变化曲线来看，在达到最大的混凝土扩展度时，此时的砂率数值对应的 28天条件下的抗压强度也同样是最高值，而无论是砂率低于这一值还是高于这一值，其强度均会表现出不同程度的下降特征。而导致出现此种现象的主要原因为：在混凝土砂浆含量较低的条件下，此时的砂浆无法确保包裹粗集料的充分性，无论是其黏聚性还是包裹性相较标准条件的砂浆均表现较差，且将会同时使得混凝土密实度有不同程度的降低;强度降低的条件下，由于混凝土砂率较高使得此时所产生砂浆所表现出的润滑作用也有所下降，此时的混凝土包裹性变得极差，骨料之间的黏结性也与标准状态不相符，致使混凝土的整体强度有所降低。

保持相同水胶比条的条件下，通过对混凝土所表现出的和易性、扩展度以及抗压强度方面能够对机制砂所表现出的最佳砂率值有准确的判断。从图中曲线来看，发现保持最佳的机制砂砂率使得混凝土的和易性、扩展度以及抗压强度均达到了峰值。

2.2不同砂率条件对混凝土外加剂掺量的影响

相同水胶比与混凝土扩展度的条件下，深入分析不同砂率对混凝土外加剂掺量的影响具有极为重要的现实价值 [5]。从图 3中的内容可知晓，伴随砂率的不断增加，此时的混凝土外加剂掺量由逐步上升后逐渐下降，并在达到一定限度值后仍然保持持续上升趋势，混凝土外加剂掺量表现出了急剧增加的特征。而通过深入分析能够看出，在砂率较低的条件下，不仅砂浆量较少，此时的混凝土黏聚性也相对较差，若有使混凝土达到相同扩展度的需要，只得将外加剂的掺量提升;在砂率达到最佳砂率值的条件下，此时的混凝土和易性将提升，这使得外加剂的掺量将有所降低;而在砂率较大的条件下，混凝土中的骨料总表面积也将会同时增大，致使骨料之间摩擦力较大，这也是导致外加剂掺量增加的主要原因。

结束语：综上所述，若使用的混凝土类型为 C30，则对于机制砂 1/2/3来说，其对应的最佳砂率分别为 44%、44%、44%与 45%，且最佳砂率状态下无论是混凝土和易性还是抗压强度均达到了最高值。砂率本身变化将对混凝土的外加剂产量造成明显影响，企业在混凝土生产前必须确定最佳砂率，以使得所生产混凝土工作性能满足相关标准，也能够将整体生产成本降低。

参考文献

[1]瞿福林 .石灰岩机制砂形貌特性及机制砂自密实混凝土性能研究 [D].西南交通大学 ，2018.

[2]陈前谱 .废弃混凝土制备全再生细骨料的中试生产及其在混凝土中的应用研究 [D].华南理工大学 ，2018.

[3]李洲 .石粉对机制砂及其砂浆和混凝土性能影响研究 [D].长沙理工大学 ，2019.

[4]陈远杭 .机制砂陶粒混凝土研究 [D].重庆大学 ，2018.

[5]朱华胜 ，周剑波 ，李传书 ，苗永旺 ，曾永平 ，曾晓辉 ，辜英晗 ，沈卫国 ，朱东敏 ，佘志清 .石灰石机制砂品质对混凝土性能的影响 [J].中国建材科技 ，2019，2806：63-66.