《建设用砂》《建设用卵石、碎石》两项国标已发布，如何选择优质机制砂？

编者按：

11月1日，由国家标准化管理委员会下达国家标准修订计划、中国建筑材料联合会归口、中国砂石协会和北京建筑大学等单位负责起草的《建设用砂》（标准号:GB/T 14684-2022）国家标准已正式实施。新修订的国家标准的发布实施，将对促进新形势下我国砂石产品质量提升和砂石行业高质量发展提供重要支撑。在混凝土的制备过程中选择高品质的机制砂可以提高混凝土的性能，那么如何选择高品质的机制砂，以下文章可作为阅读参考。

如何选择优质机制砂顾芹

1.背景

近些年来，随着房地产的开发，预拌混凝土产量也在迅速增长，从而消耗了大量的原材料资源。与此同时，国家环境保护政策的不断严格、天然河砂的日益枯竭导致多地河砂都已禁止开采，混凝土中的砂已是供不应求，价格猛涨。在这种情况下，寻找河砂的替代品，已是迫在眉睫、刻不容缓，机制砂得以利用，并将逐渐取代河砂，以适应混凝土行业的发展潮流。但是，机制砂存在着细度模数偏大，石粉、泥粉含量高以及多棱角的缺点，因此，选择优质机制砂，从而改善混凝土细骨料及混凝土性能，则显得尤为重要。

2.机制砂的特点及生产情况

2.1 生产特点

机制砂是利用采矿时留下来的细石破碎或生产粗骨料的剩余料，用制砂机生产制造出来的。可以通过控制制砂机的各种参数，从而得出不同质量的机制砂，即机制砂的细度模数、粒径大小、级配等级等，都可以人为进行调整、控制。因此，机制砂存在着各种等级的差异，这也是机制砂与天然河砂最本质的区别。

2.2 机制砂的外观特点

机制砂不像天然形成的河砂，天然形成的河砂，颜色大多都呈现为黄色，但是，机制砂由于制作的原料不同，其可呈现出各种不同的颜色。

2.3 机制砂的细度模数

由于机制砂生产工艺参数的不同，所制作出来的机制砂也是各式各样的，其细度模数也会有很大的区别。

砂按其细度模数可分为细砂、中砂、粗砂。机制砂目前为止基本上都是中粗砂，其细度模数一般在3.0～3.7。

根据国标GB/T14685—2011和行标JGJ52—2006相关规定，我们对某种机制砂进行了细度模数的试验，共检测机制砂样品8次。表1中的数据为检测机制砂样品细度模数平均值。

表1机制砂筛分结果

从表1结果来看，机制砂的细度模数均值为3.4。如果细度模数太大则其中较为粗的颗粒太多，300μm的颗粒太少，影响混凝土的整体和易性；反之，如果机制砂的细度模数太小，则＜75μm的石粉太多，会使混凝土的用水量提高，导致混凝土的强度降低、收缩增大；石粉太多还会导致混凝土后期容易开裂，影响美观，甚至影响整体质量。优质的机制砂细度模数应该在3.0左右，基本上把级配控制在中砂左右，是最适合混凝土的生产。

2.4 机制砂的颗粒形状

机制砂颗粒表面粗糙、有棱角，形状呈三角体或方矩体，甚至有些片状颗粒较多。如果砂中的片状颗粒太多，对于混凝土的强度，尤其是强度等级较低的混凝土影响很大，会使低强度的混凝土有一定的泌水现象。对于低强度混凝土，我们更优先选择细度模数较低、石粉含量较多的机制砂。因为适量石粉的存在，可以在一定程度上弥补低强度混凝土胶凝材料少、易泌水的这一缺陷。

2.5 机制砂的压碎值

机制砂的压碎值是检验其坚固性、耐久性的一项重要指标。经试验证明，中、低等级混凝土的强度不受机制砂压碎值的影响。机制砂的压碎值指标对高强度混凝土的抗冻性亦无显著影响，但是，对其耐磨性、强度则有一定的影响。因此，对于高强度混凝土，选用的机制砂的压碎值指标应更严格。

2.6 机制砂中泥块含量

机制砂不同于天然砂，其原材料可千变万化。制作机制砂的原材料的干净与否则直接影响到机制砂中泥块的含量。

经试验证明，机制砂中不同的含泥量对混凝土拌合物有着一定的影响，对低强度等级混凝土的影响比高等级混凝土影响要小。因此，不同等级的混凝土所用机制砂中含泥量应符合表2要求。

表2不同登记混凝土所有机制砂的含泥量要求

机制砂中0.075mm以下的颗粒是石粉还是泥粉，是要根据亚甲蓝测定MB值的。若MB值<1.4，则判定其中是以石粉为主；反之，则判定是以泥粉为主。

2.7 机制砂砂浆的流动度

通过机制砂砂浆的流动度，我们可以更加直观地检测其质量。

其一，可以通过流动度，看出机制砂的和易性，若和易性较好，不泌浆，则可说明机制砂级配较好，石粉含量适中，用其生产出来的混凝土则更利于泵送。

其二，可以根据流动度，判断出机制砂在混凝土中的外加剂用量，若外加剂掺量较低时可拌出流动度较大的砂浆，则说明机制砂较为干净，其中的泥粉含量较少。使用这样的机制砂生产混凝土，不仅可以降低外加剂用量，从而减少成本，更为后面混凝土的保坍性提供保障，使其生产出来的混凝土强度大大提高。

其三，可以通过机制砂砂浆的流动度，判断出其需水量。机制砂由于放置时间长短的不同，其含水率也会随之变化。而通过试验可得知机制砂的含水率，从而判断出其用水量，在生产混凝土时，可更方便地计算出混凝土配比。

机制砂砂浆流动度试验：

（1）称量水泥300g、烘干机制砂700g、水130g、外加剂2.4g（按0.8%掺量计算）。

（2）搅拌锅、截锥圆模、抹刀、搅拌叶片用湿布擦拭。

（3）将称好的300g水泥加入已加完外加剂的水中，开始搅拌，低速搅拌30s之后，开始加砂，继续低速搅拌30s，之后快速搅拌30s，停90s，同时，要将搅拌机叶片上以及锅壁上的砂浆刮入锅中，接着快速搅拌60s停机。

（4）将已擦拭过的模具放在振动台上，把已搅拌好的砂浆迅速地分两次装入，第一次装至截锥圆模的三分之二处，用抹刀在相互垂直的两个方向各划5次，捣15次；装第二层，要比模具高出约20mm，用抹刀划10次，刮去多余，抹平表面。在装砂浆与振捣时，用手将截锥圆模按住，不要使其移动，之后迅速拿起模具，打开振动台开关，使其振动25次，振动完之后，用卷尺测量砂浆的最大直径，即为机制砂砂浆流动度。

3.机制砂的应用

随着现在天然砂的匮乏，机制砂在混凝土中的应用越来越广泛。

用机制砂生产出来的混凝土和天然砂并没有太大的区别。在坍落度相同的情况下，用机制砂生产出来的混凝土用水量要稍微高一点，但是，要考虑具体施工条件、结构部位及运输等因素。在混凝土强度等级相同的前提下，用机制砂生产的混凝土砂率不宜过高，防止降低混凝土的耐久性、强度以及工程质量。

和天然砂相比较，机制砂最大的特点是具有强度优势，在其他材料相同的前提下，用机制砂的混凝土的强度都明显高于天然砂，这是因为机制砂相较天然砂表面粗糙、有棱角，与水泥浆体结合更紧密，另外，机制砂中石粉较多，使得混凝土胶凝材料从常规的水泥＋矿粉＋粉煤灰，转变成了水泥＋矿粉＋粉煤灰＋石粉，变相地增加了胶凝材料，提高了混凝土的密实性，从而提高混凝土强度。

试验表明，在混凝土应用中，机制砂细度模数应在3.0～3.8之间。细度模数每增加0.2，配合比中砂率就应提高1%～2%。

由于制作机制砂原材料的不同，机制砂也可分为好多种类，平时比较常见的有花岗岩机制砂、玄武岩机制砂和石灰岩机制砂。

花岗岩是地球上分布最广的岩浆岩，主要矿物成分是石英、长石和云母，其制作的机制砂粒形较好，级配合理，压碎值低，石粉较少，适合用于高强度混凝土。

玄武岩属于基性喷出岩，用其制作的机制砂抗压强度高、耐磨性好，与胶凝材料的粘接力强，常被用于铁路、公路及水利工程。

石灰岩，分布广泛、开采简单、岩性单一，用石灰岩制作的机制砂颜色多样，一般为块状构造，结构致密，可碎性和耐磨性适中。

4.总结

在工程建设过程中，砂作为混凝土结构材料的重要组成部分，其质量的好坏对整个工程的质量及耐久性有着举足轻重的影响。而现在天然砂的短缺，机制砂的用量自然就越来越多，而机制砂的优劣自然影响到整个混凝土的质量。因此如何选出优质的机制砂，自然也就成为了重中之重。

通过以上试验证明，选择的机制砂首先要从外观筛选，选择颗粒形状较为饱满、片状及尖锐颗粒较少的砂子。其次，在细度模数上要接近中砂的细度，细度模数太大，级配不好，影响和易性；细度模数太小，石粉含量太大，使混凝土用水量高，影响混凝土质量。当然，选择的机制砂中要尽量减少泥块，泥块含量的增多，不仅影响混凝土强度，还容易开裂，影响美观。然后要选择压碎值较低的机制砂，对混凝土强度的提高有一定的影响。最后，在砂浆流动度这个综合试验下，要选择能使混凝土流动度大、外加剂掺量少的机制砂。含风化石的机制砂不建议使用。

确保机制砂关键指标的合格性和稳定性，有效把控混凝土的生产质量，才能保证混凝土公司的服务，为科学发展奠定基础。

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（本文仅供学习参考）

来源：商品混凝土杂志

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