摘要：在混凝土行业中，机制砂对天然砂的替代作用日益受到关注。但因其自身的特性，使其在混凝土中的使用仍有许多问题。为了确保机制砂的施工质量，本文对使用机制砂时应注意的问题以及如何对其进行质量控制等问题进行了论述。期待此次研究能对机制砂应用综合水平的提升提供依据。

关键词：机制砂；应用；问题；质量控制；方法

引言：

用机制砂代替自然砂已成为一种趋势，在较短的时间内，它将成为细骨料的霸主。沙子的品质对混凝土工作性有很大的影响，而在当前广泛应用的机制砂中，却存在着很多问题，这是因为人们对它的一些特点没有完全了解所造成的。通常人们都认为好的砂粒级配好、细度模数合适，而用高标准的机制砂拌制出来的拌合物往往不稳定。

一、机制砂的特点

（一）机制砂石粉含量大

机制砂颗粒形状差，棱角多，表面粗糙，含大量的石粉。在机械加工中，机械加工会产生一定数量的石粉，这是机械加工与自然加工的一个显著不同点。此处所说的“石粉”，并非普通石料制造企业所说的“石粉，石末”。石粉是指在机制砂中，其粒度在75微米以下，并具有与所要处理的母岩完全一致的粒度。

（二）石粉与泥粉有根本的区别

就细度而言，通过测定发现，75微米以下的岩石粉末，其粒度多为16微米以上，而粘土粉末的粒度通常在5微米以下。由于泥粉会在骨料表面处生成包覆层，阻碍骨料－水泥石间的结合，因而对混凝土具有一定的危害，应严格控制其掺入量。机制砂中的石粉，一方面可以使砂的比表面积增大，从而增加了用水量。但是，在另外一个方面，因为有了适量的石粉，它还可以对混凝土特细骨料的级配进行优化，还有细小的球形颗粒产生的滚珠作用等，这些都会对混凝土的和易性进行改进，从而提升混凝土的密实性，从而起到了提升混凝土综合性能的作用[1]。

二、机制砂存在的问题

（一）石粉含量问题

机制砂生产中石粉的含水量与其母岩的物性及砂粒级配的分布密切相关，而对其含水量的规定又与其含水量的规定相冲突，若对其产量进行控制，其含水量将会导致其含水量偏高；对细度系数进行了控制，同时也生产出了过量的石粉。根据目前国内外机制砂的总体生产状况，原机制砂的含沙量在10%-18%之间。此值已大大超过了JGJ52《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中10%的机制砂细度指标[2]。

（二）石粉除粉处理

由于机制砂中的石粉含量较高，目前主要采用水洗和风吹两种方式来去除石粉。经分选后，除了石粉外，还会出现0.15毫米、0.3毫米、0.6毫米甚至更大的粒径，严重影响了机制砂级配，也不利于骨料的最大密度，特别是在用水洗法去除粉体时。在工程实践中，“水洗去灰”等处理方式，不但会对细骨料的粒度造成损伤，同时也会对水的利用率造成很大的影响，这不但会增加制砂的费用，同时也会对生态环境造成很大的危害。在有些地区，因为没有足够的水来处理，所以用水来冲刷机制砂就显得不现实了。因此，空气分选技术是目前机制砂生产中应用最为广泛的一种技术。考虑到风选设备自身的特点和各设备的管理，风选设备中的机制砂含量一般在5%～10%之间。为了保证机制砂风选过程中的安全，为了保证机制砂风选过程中的安全，一般采用“预加水”的方法，使机制砂风选过程中的水分达到最大限度。

（三）机制砂含水率

不同生产单位以及同一生产单位不同时期、不同操作人员生产的机制砂，其含水率存在着不同的差异，因此，含水率的大小将对机制砂的堆放状态产生影响。随着著水分含量的增大，机制砂的散体及密体密度依次下降。研究发现，在水分含量为3%-5%的条件下，密实与松实的密实度基本不变。在水分含量达到7%以上时，松散密实度均有显著提高，并且这种提高的幅度很大；密实度和松散度的差异呈现出先增大后减小的趋势，以3%-5%为最大值。含水量对机制砂的堆砌形态有很大的影响，在没有水分的情况下，因不同尺寸的颗粒容重的差异，很容易引起机制砂的堆砌形态改变，并出现层状离析，从而导致各位置上的颗粒级配、细度模数差异很大，并且随着堆砌面积的增大，这种差异更加显著[3]。其充填形态随含水量的增大而改变，以3%-5%为最佳充填形态，各部位的粒径、细度、密度无明显差异；当机制砂中的含水率超过7%的时候，它的堆积状态会显著地变坏。尤其是在含水率高于9%的时候，堆积体的下表面水分过多，石粉含量也会显著地增加，堆积体的上表面比较干燥，大颗粒偏多，堆积体的内部下部含水率也会显著地增加，这就会造成不同部位机制砂的颗粒级配﹑细度模数和石粉含量存在差异，最后导致机制砂在混凝土生产过程中很难控制[4]。

（四）根据MB值合理控制机制砂石粉含量

《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中，以机制砂的亚甲蓝测试 MB为依据，而机制砂的亚甲蓝测试 MB值即“速测”则是用来测试在75微米以下的物料是否为石粉或土壤的测试方法。因为在不同的地区，泥粉的组成和其中的杂质含量存在着很大的差异，所以在使用亚甲蓝 MB值检验或快速检验来进行检测的时候，它们的测试结果会有很大的差异，因此在不同的地区，利用此方法来控制石粉的含量会有很大的差异，所以应该以各个地方的原材料情况为依据，对其进行具体的分析。按照该标准中关于亚甲基蓝比容限的要求，测试机制砂中的泥浆含量应该控制在1%以内（在整个机制砂中所占比例）。所以，在机制砂的制备过程中，要以亚甲蓝的微米级价值为依据，以全石粉量为依据，对其进行适当的调节和控制；在采用机制砂时，要依据机制砂的最大耐磨性合理地调节各种材料的掺入量[5]。

三、机制砂的质量控制

（一）严格控制机制砂的生产质量

由于我国地域广阔，由于原料、生产工艺和破碎加工设备的差异，导致国内各个地区的机制砂在颗粒形态、粒径分布和石粉含量等方面存在较大差异。在对机制砂的质量进行控制时，一定要达到工业标准的技术要求，而作为机制砂的用户，也就是混凝土拌合站，应该要求机制砂的生产企业对其质量进行关注，同时机制砂的生产企业也可以对技术措施进行改进，以达到工业标准对混凝土用砂的质量要求。这也是在质量上优于自然砂的原因；但抛开品质不谈，这也是机制砂最大的缺点。由于国内自然砂在品质上没有太大的差异，用户通常是比较熟悉的，但在使用上却存在着一定的差异。机制砂生产要有一定的规模，有固定的生产场地，有固定的生产工艺和制砂设备，其产品的质量是可控的，因此，提高机制砂生产者的素质，对机制砂生产企业的要求，是十分必要的，也是可行的[6]。

比如，在行业标准中，就明确指出，供应商必须提供砂的产品合格证及质量检验报告，因此，不管是生产厂家还是用户，都必须严格遵守该标准中的这一要求，利用提供并索要产品合格证的方式，来推动机制砂企业构建一个质量保证体系，对生产者的产品质量进行明确并落实，之后，用户在现场进行复试，这样，才能更好地保障并提升机制砂的质量，从而更好地确保并贯彻实施混凝土的质量[7]。

（二）机制砂混凝土配合比的调整

相对于自然砂，机制砂的品质可以由厂家来调控，但仍存在着较大的波动。因此，本文从理论上阐述了水泥基材料之间的相互作用机理，并对水泥基材料的应用进行了探讨。所以，在采用机制砂配比时，应根据不同原料的用量，对其进行合理的配比设计。从当前机制砂在混凝土中的生产使用情况来看，其容易发生如下的品质波动：细度模数过高或过低；颗粒级配较差；石粉含量不稳定；泥粉含量不确定；含水量变化大等。对其在混凝土中的使用有一定的影响。因此，必须针对机制砂在实际应用过程中出现的一些问题，及时地对其进行检验，并合理地调整其配合比，以确保其质量的稳定性[8]。

多数混凝土生产厂家往往将其作为细骨料来使用，而不会对胶凝材料的掺入量进行调解；但因其粒度与水泥及其他胶凝材料相近，故可根据其特性，以其为胶凝材料的特性，在进行混凝土配合比设计时，可将其视为胶凝材料，并对其掺量进行适当调整，并将其从机制砂中减去。但在工程施工过程中，由于石粉掺量的起伏很大，因此，如何适时地对其进行合理的配合比设计，就成了一个关键问题，这就要求各个厂家积累了丰富的实验工作经验，并有了一定的工程实践基础。他们都认为，泥粉过多，会对混凝土的品质造成很大的影响，因此，对于泥粉的了解是非常重要的，要区分泥粉与石粉对混凝土各项性质的影响，要精确计算出机制砂中的泥粉与石粉的含量，各个地方的厂家，都要根据自己的实际情况，进行大量的实验，总结出一些规律，并根据自己的实际情况，采用亚甲蓝 MB与石粉的比例，进行精确的测定，以便于合理的调节。含水量的变化对机制砂粒级配分布、细度模数和石粉含量有很大的影响，笔者认为，机制砂的含水量一般在3%-5%范围内。

四、结束语

由于人类对环境保护的重视，对自然资源的开发受到了很大的限制。这就导致了混凝土用砂的来源不足。用机制砂代替自然砂石，是一种切实可行的方法。然而，由于其粒形较差，石粉含量较高等特性，在一定程度上制约了其应用领域。认识和运用机制，才能使其更好地为项目施工提供服务。

参考文献：

[1]刘超群，李雅楠，鞠知超，等.机制砂应用过程中存在的问题及质量控制措施[J].中国检验检测，2021，29（4）：90-92.

[2]孙春梅.机制砂应用过程中存在的问题及质量控制措施[J].文渊（中学版），2021（11）：1052-1053.

[3]刘传科，唐森，刘伟.高寒山区机制砂在高速公路C50预制T梁中的应用技术研究[J].混凝土，2022（11）：147-151，159.

[4]饶烨，余永益，杨学伟，等.聚羧酸减水剂合成工艺优化及其在机制砂混凝土中的应用[J].混凝土世界，2020（11）：70-74.

[5]于显浩，游秋森，邱伟，等.机制砂在水电工程中的应用与发展现状研究[C].第八届全国砂石骨料行业科技大会论文集.2021：10-16.

[6]李小波，李欣，闫林，等.采用带注意力机制3DU-Net网络的地质模型参数化技术[J].石油勘探与开发，2023，50（1）：167-173.

[7]孙道胜，许婉钰，刘开伟，等.MICP在建筑领域中的应用进展[J].材料导报，2021，35（11）：11083-11090.

[8]黄法礼，李化建，王振，等.隧道洞渣建筑材料资源化应用研究现状与存在问题分析[J].中国铁路，2019（8）：14-18.