欧皇注册-官方首页登录随着天然砂资源的日渐减少，为了保护生态资源，国家对天然砂的开采进行了严格限制。机制砂混凝土已得到了广泛应用，且获得了良好的经济、社会和环境效益。目前，许多学者针对机制砂混凝土的性能进行了大量研究，得出了许多有价值的研究成果，同时也更加明确了机制砂混凝土的作用机理。但由于机制砂中含有石粉，石粉含量对混凝土性能有一定的影响，然而不同来源的机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响程度各有差异，因此还需要进一步深入研究。本文主要从6个方面介绍机制砂混凝土的研究情况，为其在混凝土实际工程中的应用提供一定的参考和建议。

　　从现有的研究文献来看，对机制砂混凝土性能的研究主要集中在和易性、抗压强度、弹性模量、收缩变形、抗渗性和抗冻性6个方面。

　　目前，学者针对机制砂混凝土和易性的研究主要集中在掺合料、配合比、岩性、石粉含量等方面。掺合料方面，刘世星的研究结果表明，掺入矿粉后，机制砂混凝土的流动性和粘聚性均有提高；掺入膨润土后，机制砂混凝土的流动性、粘聚性均有降低，和易性变差；掺入偏高岭土后，机制砂混凝土的坍落度、扩展度迅速降低，拌合物变得较为粘稠，工作性变差。李波等的研究结果表明，偏高岭土和硅灰对机制砂混凝土的工作性影响显著，随着其掺量的增加，机制砂混凝土的包裹性、和易性在提高，而坍落度、扩展度、流动性在下降。

　　配合比方面，马相明等通过研究C60机制砂混凝土的不同配合比，发现当水胶比和砂率分别为0.3、0.37，矿粉和硅粉分别为80、30kg/m3时，机制砂混凝土具有最优的工作性能。而刘春杰等的研究结果表明，采用机制砂配制C50～C80高强混凝土，砂率可取33%，粉煤灰掺量在25%～35%时，对机制砂混凝土的工作性能影响不大。

　　岩性方面，唐凯靖等的研究结果表明，不同岩性机制砂对C50混凝土的工作性影响明显，形貌和级配差异是导致机制砂混凝土工作性下降的原因。邓蕾等研究了花岗岩机制砂（MS）对混凝土流变性能的影响，结果表明，机制砂会显著影响混凝土的流变性能，增大拌合物的塑性黏度；在保证相同工作性能的条件下，机制砂用量越多，需要的减水剂越多。

　　石粉含量方面，张锦等研究不同石粉含量对C25、C45、C60花岗岩机制砂混凝土和易性的影响，结果表明，中低强度等级混凝土的和易性随着石粉含量的增加逐渐变好，高强混凝土的和易性随着石粉含量的增加逐渐变差。李北星等研究了不同石粉含量（3.5%、7.0%、10.5%、14.0%）与不同粉煤灰掺量（0%、11.3%、17.0%）对C60机制砂高性能混凝土工作性的影响，以及石粉作掺合料对C60机制砂高性能混凝土工作性的影响，结果表明，随着石粉含量的增大，机制砂混凝土的坍落度基本不受影响，而坍扩度缓慢下降，且石粉改善了机制砂混凝土拌合物的粘聚性和保水性。张永革等的研究结果表明，适量的石粉含量可提高混凝土中骨料的包裹效果，混凝土的粘聚性随着石粉含量的增加而增加，当石粉含量超过最佳掺量时，混凝土由于黏度偏大而不便于施工。王雨利等对比研究了石灰岩机制砂的石粉含量对混凝土坍落度的影响，结果表明，混凝土的类型不同，当坍落度值最佳时，机制砂的石粉含量也不同，分别为5%、10%、20%，但对应的水粉比均为0.4。多数学者认为机制砂混凝土具有良好的工作性能，适量的石粉能够改善机制砂混凝土的工作性能。但是，杨卓强等的研究结果表明，随着石粉掺量的增加，混凝土的流动性能降低，工作性能变差。

　　还有部分学者对机制砂与天然砂混凝土的工作性能进行了对比研究。杨鲁等的研究结果表明，机制砂混凝土可通过外加剂调整其工作性能，使之与河砂混凝土的工作性能相当。李家和等的研究结果表明，石灰石粉亚甲蓝（MB）值为0.2，石灰岩机制砂石粉含量高达15%的情况下，按照特定的配合比设计方法，可以配制出与河砂混凝土工作性相当或更强的机制砂混凝土。

　　综上所述，不同的掺合料、配合比、岩性、石粉含量会对机制砂混凝土的和易性产生不同程度的影响，其中石粉含量对机制砂混凝土和易性影响较为明显，学者普遍认为适量的石粉含量能够改善机制砂混凝土的和易性。

　　目前，学者针对机制砂混凝土抗压强度的研究主要集中在掺合料、强度对比、再生骨料与砂浆的微观结构等方面。

　　掺合料方面，刘世星和李波等的研究结果表明，机制砂混凝土的抗压强度与外掺料的掺量有关。邓蕾等的研究结果表明，适量机制砂反而会提高混凝土的抗压强度。张锦等的研究结果表明，在合适的石粉掺量范围内，混凝土的28d抗压强度随着石粉含量的增加而增大，石粉含量对低强混凝土的强度影响较大，对中高强混凝土强度的影响较小。王雨利等的研究结果表明，混凝土的类型不同，在抗压强度最大时，机制砂的石粉含量也不同，分别为5%、10%、20%，但对应的水粉比均为0.4。张坤等的研究结果表明，石粉含量对高强机制砂混凝土的强度有影响，当石粉含量较少时，混凝土强度随着石粉含量的增加而增加，混凝土强度在石粉含量为7%时最高，之后随着石粉含量的增加而略有降低。与天然砂混凝土的强度对比方面，杨鲁等的研究结果表明，机制砂混凝土的抗压强度与河砂混凝土相当。李家和等的研究结果表明，按照特定的配合比设计方法配制的高石粉含量机制砂C30混凝土，与河砂基准混凝土的抗压强度相当；配制C50混凝土时，机制砂混凝土的抗压强度高于河砂混凝土的抗压强度30%以上。何盛东等以选用的机制砂配制C50混凝土，通过比较分析试验数据，发现机制砂混凝土的抗压强度大于天然砂混凝土的抗压强度。但是，谢开仲等的研究结果表明，当石粉含量不同时，机制砂混凝土与天然砂混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度差异较大。王黎怡等的研究结果表明，以机制砂替代部分天然河砂，可以提高混凝土的强度性能，当机制砂掺量在33%～50%时，机制砂混凝土的抗压强度较为理想；当机制砂掺量超过80%时，机制砂混凝土的强度低于纯天然砂混凝土。

　　再生骨料与砂浆的微观结构对机制砂混凝土强度的影响方面，杨海峰等的研究结果表明，随着再生粗骨料取代率的增加，机制砂混凝土的抗压强度呈现先下降后增高的趋势。此外，杨海峰等还发现，再生骨料及其与砂浆的微观结构不利于机制砂再生混凝土强度的发展，随着再生骨料取代率的增加，机制砂混凝土的强度呈现下降的趋势。

　　综上所述，影响机制砂混凝土抗压强度的因素是多方面的，其中石粉含量影响程度较大，适量的石粉含量能够提高机制砂混凝土的抗压强度，过量的石粉含量则会降低机制砂混凝土的抗压强度。同时，多数学者的研究表明，机制砂混凝土的抗压强度高于天然砂混凝土的抗压强度。

　　目前，学者针对机制砂混凝土弹性模量的研究不多。杨卓强等的研究结果表明，石粉的掺入会导致机制砂混凝土的弹性模量呈现下降的趋势。邓蕾等的研究结果表明，随着机制砂用量的增加，混凝土的弹性模量基本保持不变。王振等的研究结果表明，石灰石粉的促进水化作用和机制砂的颗粒特性提高了机制砂混凝土的弹性模量。

　　与天然砂混凝土的弹性模量对比方面，杨鲁等的研究结果表明，机制砂混凝土的弹性模量与河砂混凝土的弹性模量相当。周玉娟等的研究结果表明，用于箱梁的凝灰岩机制砂混凝土的弹性模量高于河砂混凝土的弹性模量。李家和等的研究结果表明，按照特定的配合比设计方法所配制的高石粉含量机制砂C30混凝土在各龄期的抗压弹性模量均高于河砂混凝土各龄期的弹性模量，增长幅度达到10%；配制C50混凝土时，机制砂混凝土和河砂混凝土在各龄期的抗压弹性模量相当。谢开仲等的研究结果表明，当石粉含量不同时，机制砂混凝土与天然砂混凝土的弹性模量差异较大。何盛东等的研究结果表明，机制砂混凝土的弹性模量大于天然砂混凝土的弹性模量，且随着机制砂替代率的增大和龄期的增长，机制砂混凝土的弹性模量呈现增大的趋势，其中当替代率为50%时，机制砂混凝土的弹性模量最大，说明机制砂的最佳替代率为50%。

　　综上所述，尽管学者之间的研究结果差异较大，但多数学者的研究表明，机制砂混凝士的弹性模量高于天然砂混凝土的弹性模量。

　　目前，学者针对机制砂混凝土收缩变形的研究主要集中在石粉含量、龄期增长、机制砂用量和减缩剂使用方式4个方面。

　　张锦等的研究结果表明，在24～92h内，不同强度等级机制砂混凝土石粉含量的早期收缩率变化存在一定的规律，在24～28h时，机制砂混凝土的早期收缩率随着龄期的增长迅速增大；超过28h后，C25机制砂混凝土的早期收缩率呈现出稳定不变的趋势，且石粉含量为13%时，收缩率最大；C45机制砂混凝土的早期收缩率前期随着龄期的增长迅速增大，后期随着龄期的增长呈现减小的趋势，并最终处于稳定不变的状态，且石粉含量为14%时，收缩率最大；C60机制砂混凝土的早期收缩率随着龄期的增长而增大，且石粉含量为9%时，收缩率为最大。张坤等的研究结果表明，高强机制砂混凝土的收缩性受龄期以及石粉含量的影响较大，在7d以前，混凝土的收缩值随着石粉含量的增加而增大；在7d以后（含7d），混凝土的收缩变化以石粉含量7%为分界点，当石粉含量≤7%时，收缩值随着石粉含量的增加而增大，当石粉含量≥7%时，收缩值随着石粉含量的增加而减小。杨卓强等的研究结果表明，随着石粉掺量的增加，混凝土的收缩变形先增大后降低，同时应考虑石粉掺入对混凝土收缩变形出现的不利影响。还有学者认为机制砂用量、减缩剂使用方式也会影响机制砂混凝土的收缩变形。

　　与天然砂混凝土的收缩变形对比方面，范德科等]的研究结果表明，机制砂混凝土在14d前的收缩变形比天然砂混凝土的收缩变形大，在14d后的收缩变形与天然砂混凝土的收缩变形相差不大。王振等的研究结果表明，机制砂混凝土的收缩变化规律与河砂混凝土的收缩变化规律一致。

　　综上所述，在研究机制砂混凝土收缩变形方面，普遍认为早期的机制砂混凝土收缩变形较大，后期的机制砂混凝土收缩变形较小，但不同学者的研究结果也存在一定的差异。

　　目前，学者针对机制砂混凝土的抗渗性进行了研究，研究集中探讨了石粉含量对机制砂混凝土抗渗性的影响。例如，石粉的掺入可以提高混凝土的密实度，从而改善混凝土的氯离子渗透性，掺入适量的石粉有利于提高混凝土抗渗性能。

　　有学者还研究了石粉含量对低中高强度机制砂混凝土抗渗性的影响。张锦等的研究结果表明，石粉有利于提高中低强混凝土的抗渗性，但对高强混凝土的抗渗性起抑制作用；中低强混凝土的抗渗性随着石粉含量的增加而提高，高强混凝土的抗渗性随着石粉含量的增加而降低且降低的幅度较小；低强混凝土的抗渗性一般，而中高强混凝土的抗渗性较好。王稷良等的研究结果表明，随着机制砂中石粉含量的增加，低强机制砂混凝土的抗氯离子渗透性提高；当石粉含量从3.5%提高到14%时，高强机制砂混凝土的抗氯离子渗透性未降低。李凤兰等的研究结果表明，氯离子扩散系数随着混凝土强度的提高而减小，石粉含量的增加对原状机制砂混凝土的氯离子扩散影响较小。

　　在与天然砂混凝土的抗渗性对比方面，李家和等的研究结果表明，按照特定的配合比配制的高石粉机制砂混凝土的抗氯离子渗透性优于河砂混凝土。周玉娟等的研究结果表明，用于箱梁的凝灰岩机制砂混凝土的抗渗性与河砂混凝土的抗渗性相差不大。

　　综上所述，针对机制砂混凝土的抗渗性，石粉含量主要对中低强机制砂混凝土的抗渗性改善作用较为明显。

　　针对机制砂混凝土抗冻性的研究较少，现有研究主要探讨了石粉含量对机制砂混凝土抗冻性的影响。范德科等的研究结果表明，石粉的掺入可以提高混凝土的密实度从而改善混凝土的抗冻融性能。王稷良等的研究结果表明，随着机制砂中石粉含量的增加，低强度机制砂混凝土的抗冻性降低，尤其是当石粉含量高于10%（石粉与水泥体积比超过1∶3.47）时，低强度机

　　制砂混凝土的抗冻性劣化明显；当石粉含量从3.5%提高到14%时，高强机制砂混凝土的抗冻性未降低。但是，杨卓强等的研究结果表明，石粉的掺入对混凝土抗冻性影响较小，可忽略石粉含量变化对混凝土抗冻性产生的不利影响。

　　综上所述，石粉含量能够改善机制砂混凝土的抗冻性，其对低强机制砂混凝土的抗冻性影响较大，但对高强机制砂混凝土的抗冻性影响不大。

　　近年来，国家加大了对生态环境的保护力度，陆续出台了相应的环保政策，对混凝土原材料的使用进行严格控制，对建筑业的生态环保要求逐步提高。同时在国家、各省市、各地区的大力推广下，机制砂混凝土在房建、公路、水利等建筑领域得到了越来越广泛的应用，实现了经济、社会和环境的综合效益。

　　高育欣等通过原材料选择、配合比设计、混凝土耐久性能评价等途径，研制出了性能优良的C80机制砂高强混凝土，并成功应用于成都群光广场与成都茂业中心，取得了良好的实施效果。张永革等立足于广西壮族自治区某高速公路C50T形梁，提出了C50机制砂混凝土T形梁设计原则，并在广西壮族自治区首次进行了现场试验段试验，服役性能良好。杨普新等介绍了机制砂在南渝高速公路的实际应用情况，结果表明，机制砂在高速公路工程中的应用是可行的。李北星等从粗糙度、压碎值和岩性的角度研究了影响机制砂混凝土路用性能的敏感性因素，并与河砂混凝土进行了比较，结果表明，利用石灰岩机制砂配制耐磨路面混凝土是完全可行的；在同等强度下，掺入适量的粉煤灰不会影响机制砂混凝土路面的耐磨性。孟繁义等在国家重点工程南水北调东线穿黄河工程中，采用机制砂混凝土，优化配合比，制备出了符合工程技术要求的高性能混凝土。由此可见，机制砂混凝土在工程领域中的应用优势显而易见，今后应更进一步推动机制砂混凝土的研究和应用。

　　此外，机制砂的母岩种类多样，机制砂混凝土的性能与机制砂的母岩种类有一定的关系，不同母岩的机制砂对混凝土性能的影响程度不一样。例如，在相同条件下，石灰岩机制砂混凝土的抗压强度低于花岗岩机制砂混凝土的抗压强度。我国矿产资源丰富，但分布不均匀，总体上石灰岩储量多于花岗岩储量，目前建筑上采用的机制砂母岩大多为石灰岩。另外，机制砂颗粒形貌各异，在实际应用中对机制砂混凝土的某些性能造成了影响，特别是耐久性能，这使得机制砂混凝土在应用中也有一定的局限性，需要进行深入的探讨和研究。

　　本文介绍了目前机制砂混凝土的研究进展情况和机制砂混凝土在实际工程中的应用情况。从当前的研究进展来看，对机制砂混凝土性能的研究主要集中在工作性能、力学性能和耐久性能等方面，学者得出的研究结果大多一致，但也存在一定的差异性，需要进一步探索机制砂混凝土的作用机理。

　　（1）由于机制砂中含有石粉，现有的文献资料主要集中探讨了石粉含量对机制砂混凝土性能的影响，而对机制砂的母岩岩性、生产工艺、形貌特征等方面缺少研究，这也是造成目前研究成果出现差异性的主要原因之一，应深入开展机制砂混凝土在母岩岩性、生产工艺、形貌特征等方面的研究。

　　（2）对机制砂混凝土的长期耐久性能研究较少，这对于那些具有重要年限要求的建筑物来说，缺乏有效的建筑结构鉴定依据，应加大对机制砂混凝土耐久年限的研究力度，制备出具有长期耐久性能的机制砂混凝土，为其耐久性能评价提供重要参考依据。

　　（3）当前机制砂在再生混凝土中的研究应用相对较少，这是机制砂混凝土应用的新方向，应加强机制砂在再生混凝土中的研究与推广应用，以实现资源的高效、循环、综合再生利用，实现建筑行业的可持续发展。（来源：《混凝土世界》2023.07）返回搜狐，查看更多