0前言
目前淄博市商品混凝土公司生产混凝土用砂，大多使用的是石子生产企业在用河卵石破碎生产石子时，过筛到最后剩余的石屑同时混有河中天然细砂组成的一种混合砂。这种砂不是人工按一定比例掺加的，石屑量和天然细砂含量不好控制，往往粒径1.25mm、2.5mm以上颗粒含量偏多，砂的颗粒级配不稳定，导致在生产混凝土时砂率不好控制，混凝土和易性不好、不稳定。同时此种砂中天然细砂含泥量多，生产冲洗不干净，使砂中含泥量偏多（一般在5.00%左右），影响了混凝土的强度和耐久性。
在这种情况下，我公司从河南郑州购置了制砂设备，在淄博地区率先进行了机制砂的试验、生产及应用。
机制砂生产工艺简单，总投资在30万元左右即可生产。生产成本主要是石料和电费，在淄博地区来说，机制砂销售价格要比天然河砂便宜。
1机制砂生产工作原理
石料由制砂机上部垂直落入高速旋转的叶轮内，在高速离心力的作用下，石料高速撞击粉碎。石料在互相撞击后，又会在叶轮和机壳之间料层形成涡流多次撞击、磨擦而粉碎，从下部排料斗排出砂。由筛分设备控制成品砂粒度，经水冲洗去除部分石粉，粒径过大石料重新回到制砂机内破碎，形成闭路多次循环。成品砂产量及石粉含量会因原材料材质、进料粒径不同而受影响。一般卵石比碎石、粒径小的比粒径大的原料生产产量及石粉含量较高。
2颗粒筛分、含泥量（石粉含量）试验
我们用天然河砂、混合砂（不同于标准中定义的混合砂，它不是机制砂与天然砂按一定比例组合的）及我公司生产的机制人工砂进行了颗粒筛分、含泥量（石粉含量）试验，结果见表1。
从筛分试验结果看，此组试验样品中的天然砂属Ⅱ区粗砂；混合砂属Ⅰ区粗砂，粗细不均匀；而机制砂不含5mm以上颗粒，级配比天然河砂更均匀连续，属Ⅱ区中砂，有效砂含量高。此三组试验样品筛分试验前均未过10mm筛，均为原砂（因混凝土生产时不可能将砂先过10mm筛再用于生产）。天然砂含泥量最小；混合砂以泥粉为主的石粉含量偏高，不符合标准要求；机制砂石粉含量基本符合要求。
3抗压、抗折、抗渗混凝土试验
我们用这三种砂分别采用两种相同配合比配制混凝土，做了抗压、抗折、抗渗混凝土试验。试验结果见表2。
从表2试验结果可看出，相同配合比下，用机制砂配制的混凝土抗压强度要高于用河砂、混合砂配制的混凝土抗压强度，特别是在配制C50较高强度等级混凝土时更为明显，且和易性好。另外用机制砂配制的混凝土抗折、抗渗强度明显高于用其它两种砂配制的混凝土强度。从混凝土抗折试件断面看，用机制砂配制的混凝土，集料与胶凝材料间更密实，使其机械啮合力增强。
4石粉含量对混凝土用水量及强度的影响
在机制砂生产及使用中，石粉含量是控制机制砂质量的一个重要指标。我们采用相同配合比不同石粉含量的四种机制砂配制混凝土，通过以下对比试验我们可看出石粉含量对混凝土用水量及强度的影响，结果见表3。
从表3试验结果看，石粉含量在10.2%以下时，随着石粉含量增大，混凝土用水量稍有增加，但由于随着石粉含量增大，混凝土的密实性增强，因此最终对混凝土的强度影响不是很大。石粉含量在13.1%时，混凝土用水量增加明显，减水剂效果受到影响，混凝土强度下降明显。石粉含量在7.60%时和易性最好，28d强度最高。
5石粉含量对聚羧酸高效减水剂使用性能的影响
聚羧酸高效减水剂作为新一代的高性能减水剂，以其低掺量、高减水率在配制高强度等级混凝土、特殊要求混凝土及大掺量混合材混凝土中具有明显的优势，但它对使用掺量及泥粉含量较敏感，因此对设备的计量精度、集料中的含泥量控制要求严格。
我们采用了两种不同石粉含量的机制砂及两种不同含泥量的天然河砂做了一组对比试验，结果见表4。
从以上试验结果看，在相同配合比下，石粉含量在7.60%及以下与含泥量0.90%的天然河砂相比，混凝土用水量相差不大；而含泥量4.10%的天然河砂对混凝土用水量及强度影响较大，坍落度损失也大。
6机制砂在混凝土生产中应用及推广使用中遇到的阻力
淄博地区的商品混凝土生产企业目前大都使用人工机制砂。有全部使用机制砂的，也有掺加50%本文中介绍的混合砂使用的。通过5年多来机制砂在预拌混凝土中的使用证明，只要机制砂品质稳定、符合标准要求，通过混凝土试配试验，选择合理的砂率，使用效果都是非常好的。但在刚刚推广使用机制砂初期，个别用户及部门人员对机制砂持怀疑甚至否定态度，其主要原因是怕在混凝土中使用机制砂后会造成混凝土现浇板开裂。这种看法是很片面的，他们指的主要是现浇板的早期收缩裂缝。这种裂缝的产生其主要原因，一是混凝土保湿养护不当造成混凝土早期失水过快形成收缩裂缝；二是在混凝土浇筑后上人过早（主要是在混凝土初凝到终凝这段时间），使混凝土与钢筋间产生扰动形成的裂缝。这些裂缝都可以采取在混凝土浇筑、振捣、抹面完毕随即覆盖一层塑料薄膜保湿养护，在混凝土终凝产生强度前严禁上人及其它荷载来避免。
从工程实际应用情况看，由于现在大多数施工单位在现浇板混凝土浇筑后采取了及时覆盖一层塑料薄膜、严禁过早上人等措施，未有用户再反映现浇板裂缝问题。
7结论
通过对前面机制砂在混凝土中的使用试验结果分析，得出以下结论。
（1）机制砂比天然河砂及本文中所介绍的混合砂颗粒级配更稳定，混凝土生产中砂率更易控制。
（2）机制砂中石粉含量在10%以下时（实际生产时可根据混凝土强度等级来控制石粉含量使用），对混凝土用水量及强度影响不大。且机制砂中含有适量的石粉可增加低强度等级混凝土的和易性，使混凝土更密实。石粉对混凝土性能的影响比泥粉要小得多，原因是：①石粉颗粒通常比泥粉颗粒大；②石粉颗粒的强度通常比泥粉大；③石粉颗粒通常不具有湿胀干缩性能。
（3）由于机制砂属多棱角颗粒，与胶凝材料及粗集料间机械啮合力强，比表面大，特别有利于混合材的大量掺加。使用机制砂配制的混凝土可显着提高混凝土的抗折、抗渗强度及较高强度等级的混凝土抗压强度。
（4）石粉含量在7.00%以下的机制砂，对使用聚羧酸高效减水剂配制的混凝土用水量及强度影响不大，而砂中泥粉含量影响较大。
（5）使用机制砂生产的混凝土用于现浇板工程施工时，只要采取在混凝土浇筑后随即覆盖一层塑料薄膜保湿养护，严禁过早上人及荷载即可有效解决现浇板裂缝问题。
