近年来,随着我国经济的快速发展,建设规模的日益扩大,很多地区天然砂资源紧缺,河砂资源面临枯竭的困境。国内天然砂资源逐年减少,市场供应不足,价格飞涨,使得机制砂行业迎来飞速发展期。

一、天然砂特点
在天然砂中,粒径小于75μm的颗粒含量叫含泥量。天然砂是经过长期的水流冲涮滚磨后所形成的球形或类似球形的颗粒。天然砂的细度模数Mx一般在2.0~2.6之间,目前,最主要的是含泥量的控制。随着天然中粗砂资源的逐渐稀少,经过淡化后的海砂和天然细砂用量将会越来越多。目前市售的天然细砂的细度模数Mx一般在1.9以下。
二、机制砂的特点与缺点
比较常见的用来做机制砂的石料有:河卵石、花岗岩、玄武岩、石英石、铁矿石、辉绿岩、鹅卵石、煤矸石等。在机制砂中,粒径小于75μm的颗粒含量叫石粉含量。
机制砂和天然砂的外形如图1,图2;图3,图4。

图1(原状机制砂)

图2(水洗机制砂)

图3(黄河细砂) 图4(天然河砂)
从高性能混凝土对骨料的技术指标要求来看,目前市场上的部分机制砂,仍然有些缺点必须要克服,才可以更好地利用到高性能混凝土中:
(1)是机制砂的颗粒粒型一定要经过整形,提高颗粒球形度;
(2)是降低机制砂中的含泥量;
(3)机制砂颗粒偏粗,颗粒级配不能满足泵送大流动混凝土的技术要求,采取的土办法就是混合搭配,机制砂和天然砂(主要是细砂)搭配使用。
目前,混合砂,也就是机制砂和天然细砂的混合搭配使用,已经得到广泛的认同和工程应用。河南地区某商品混凝土搅拌站C30级泵送混凝土配合比如下表1。
表1 典型的机制砂与细砂搭配使用商品泵送混凝土配合比

三、提高细骨料颗粒--对机制砂“整形”的重要性
机制砂的颗粒形状对其紧密堆积存在重要影响,实际在混凝土工程应用中人们更加期望其获得类似圆型的颗粒,这样它们不仅有利于紧密堆积,更有利于混凝土工作性能的发挥,特别是对混凝土的初始流动能力和经时坍落度损失速率的影响方面,类似球形颗粒的粗细骨料更可以发挥浆体和骨料的联动滚动效应。
同样,针对粗骨料的碎石,减少针片状颗粒含量,减少不规则的多棱体含量,提高碎石颗粒的球形度也具有重要意义,它对提高混凝土的流动性和流动性保持能力有利;对比碎石针片状、不规则多棱体含量高的混凝土,人们可以适当降低砂率,减少了单方混凝土用水量,降低了混凝土成本;碎石颗粒的球形度增加,有利于工地现场振捣施工,碎石颗粒在混凝土中分布均匀,可以减少混凝土的收缩裂缝。
针片状较多,球形度较差的碎石如图5、图6;球形度较高的碎石如图7、图8。

图5 针片状较多碎石 图6 球形度不高的碎石

图7球形度较高的碎石 图8球形度较高的碎石
四、给机制砂石整形,提高其球形度的必要性
目前,广大的混凝土科技工作者已经认识到了这个问题的迫切性,机制砂石设备生产厂家要务必有“砂石整形机”配套生产线,只要解决了颗粒的球形度问题,其它问题都相对较好解决,如级配问题可以搭配天然细砂,淡化的细海砂;含泥量高的问题,可以通过破碎前或破碎后水洗的办法解决;石粉的多少问题,在生产线就可以有足够手段控制其含量。