李軍超，殷頡

（1. 濟南中粉砼業(yè)有限公司，山東 濟南 250200；2. 中鐵四局安徽中鐵工程材料科技有限公司，安徽 合肥 230022）

0 前言

商品混凝土或普通商品砂漿所用細集料一般為天然砂。隨著國家對環(huán)境及自然資源保護的加強，考慮到天然砂日益枯竭的現(xiàn)狀，以及天然砂干燥消耗大量能源的現(xiàn)實，機制砂的生產及在商品混凝土或商品砂漿中的應用勢在必行[1-3]。

機制砂是經(jīng)機械破碎篩分而成，其顆粒尖銳粗糙且?guī)в欣饨?，同時在其中不可避免地要含有一定量的石灰石粉，這是機制砂與天然砂最明顯的區(qū)別所在[4-7]。目前，機制砂在商品混凝土或商品砂漿中的應用研究已經(jīng)有部分研究[8-12]。

本文針對機制砂的生產情況進行分析、分類，然后進行重新組合，確定級配較好的混合機制砂，以便為機制砂在商品混凝土或商品砂漿中應用提供相關的技術數(shù)據(jù)。

1 機制砂的生產和配制

機制砂作為一種骨料，是商品混凝土或商品砂漿產品必不可少的基料，在整個配方體系中起骨架和支撐作用。砂的圓度、顆粒級配、細度模數(shù)、含水率、含泥量（或石粉含量）直接影響混凝土或砂漿的各項檢測指標和施工性能。

用機械破碎生產機制砂，主要有兩種破碎形式，即錘擊破碎及自擊（沖擊）破碎（石打石工藝），本文對兩種工藝生產出的機制砂都進行數(shù)據(jù)收集，然后進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、概括，整理出具有代表意義的一整套機制砂篩分試驗結果。表 1 為自 2010 年 1 月至 2018 年12 月 9 年以來整理出的機制砂篩分析統(tǒng)計試驗結果。

從表 1 可以看出：機制砂級配變化較大，有時顆粒級配很合理，有時顆粒級配非常差，且石灰石粉含量變化比較明顯。對于商品混凝土或商品砂漿來說，若機制砂級配變化不大時，實際生產時可以根據(jù)機制砂顆粒級配和石灰石粉含量等性能指標變化適當調整混凝土或砂漿配合比，但若機制砂級配變化較大或經(jīng)常波動時，很難根據(jù)機制砂顆粒級配和石灰石粉含量等性能指標變化滿足其在生產中的要求。因此，應將機制砂按適當比例進行試配，重新組合使用。根據(jù)機制砂的篩分析結果，將機制砂做如下處理：（1）將機制砂用 5.00mm 篩篩分，除去機制砂中大于 5.00mm 顆粒。

表1 機制砂篩分析試驗結果統(tǒng)計

（2）將篩后的機制砂經(jīng)過 2.50mm、0.63mm 兩種規(guī)格篩子，進行篩分，得到三種級配的機制砂，粒徑分布分別為 0～0.63mm、0.63～2.50mm 和 2.50～5.00mm。

商品混凝土或商品砂漿的生產，機制砂的最緊密堆積密度是混凝土或砂漿配制的關鍵技術之一。機制砂最緊密堆積的最大化，不僅可有效降低膠凝材料的使用量，而且可有效提高混凝土或砂漿的體積穩(wěn)定性，有助于提高混凝土或砂漿的抗開裂性。

對 0～0.63mm、0.63～2.50mm 和 2.50～ 5.00mm 三種級配機制砂進行重新組合試驗，通過測定堆積密度，找出最佳人工砂級配，假定如下：

X1：2.50～ 5.00mm X2：0.63～2.50mm

X3：0～0.63mm

1.1 機制砂 S1 的確定

先將 X2 填充于 X1 中，通過測定堆積密度和作圖，得到 X2 與 X1 的最佳搭配，再將 X3 填充于 X2 與X1 的最佳搭配方案中，通過測定堆積密度和作圖，得到 X3 與 X1、X2 的最佳搭配，其堆積密度試驗結果見表 2、表 3 及圖 1、圖 2。

表2 X2 填充于 X1 的堆積密度試驗結果

表3 X3 填充于 X2 與 X1 的堆積密度試驗結果

根據(jù)圖表可知：機制砂 S1 的搭配比例基本確定為：X1:X2:X3=30:30:40。機制砂 S1 的篩分析和試驗性能指標分別見表 4、表 5。

機制砂 S1 適用于商品混凝土、商品干混砌筑和商品干混地面砂漿，以及商品干混抹灰層較厚的干混抹灰和干混防水砂漿使用等。

1.2 機制砂 S2 的確定

將 X3 填充于 X2 中，通過測定堆積密度和作圖，得到 X3 與 X2 的最佳搭配，其堆積密度試驗結果見表6 和圖 3。

圖1 X2 填充于 X1 的堆積密度試驗結果

圖2 X3 填充于 X2 與 X1 的堆積密度試驗結果

表4 機制砂 S1 篩分析

表5 機制砂 S1 的試驗性能指標

表6 X3 填充于 X2 的堆積密度試驗結果

根據(jù)圖表可知，機制砂 S2 的搭配比例基本確定為：X2:X3=60:40。機制砂 S2 的篩分析和試驗性能指標分別見表 7、表 8。

圖3 X3 填充于 X2 的堆積密度試驗結果

表7 機制砂 S2 篩分析

表8 機制砂 S2 的試驗性能指標

機制砂 S2 適用于有特殊要求的商品混凝土或抹灰層較薄的商品干混抹灰和商品干混防水砂漿使用。

2 結論

（1）若機制砂的級配變化不大時，實際生產時可以根據(jù)機制砂顆粒級配和石灰石粉含量等性能指標變化適當調整混凝土或砂漿生產配合比，此種機制砂可以直接用于商品混凝土或商品砂漿中。

（2）但若機制砂級配變化較大或經(jīng)常波動時，很難根據(jù)機制砂顆粒級配和石灰石粉含量等性能指標變化滿足其在生產中的要求，此種機制砂按適當比例進行重組，否則不能用于商品混凝土或商品砂漿中。

（3）機制砂 S1 適用于商品混凝土、商品干混砌筑和商品干混地面砂漿，以及商品干混抹灰層較厚的干混抹灰和干混防水砂漿使用等；機制砂 S2 適用于有特殊要求的商品混凝土或抹灰層較薄的商品干混抹灰和商品干混防水砂漿使用。