隨著天然砂資源的日趨枯竭,再加上河道治理,禁止亂采亂挖,機制砂的使用成為混凝土生產(chǎn)的一種趨勢。實踐證明,只要制砂設備及工藝滿足一定條件,在原材料來源穩(wěn)定的情況下,均可以生產(chǎn)出滿足混凝土要求的機制砂。但在機制砂的使用過程中應注意以下問題。
(1)混合砂質量的控制問題
大部分地區(qū)的用戶都是分別購入機制砂和天然砂,然后按照一定的比例將兩種砂混合后,再應用到混凝土配制生產(chǎn)中。這種方法在一定程度上緩解了天然砂緊張的問題,也取得了一定的效果。一般情況下,機制砂的質量相對穩(wěn)定,天然河砂的質量波動較大,為了保證混合砂的質量要加強對天然河砂的檢控。根據(jù)拌制混凝土的需要和天然砂質量波動的情況,及時調整二者的復配比例。

(2)機制砂的級配、粒形問題
機制砂因選用的原材料成分與石質、生產(chǎn)設備、工藝等因素的影響,會在粒形、級配、堅固性、石粉含量等方面有較大的差別。粒形和級配良好的機制砂在混凝土生產(chǎn)中需水量小,和易性好。目前很多地方把碎石廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的下腳料,稱作“機制砂”,這種機制砂中石屑含量比較高,粒形和級配不合格,中間顆粒少,兩頭顆粒多,細度模數(shù)偏大,顆粒形狀粗糙尖銳,多棱角。造成混凝土膠凝材料用量和外加劑用量偏大,如果配制不合理,混凝土拌合物坍落度易出現(xiàn)“草帽狀”,工作性差。因此,在使用機制砂生產(chǎn)混凝土時,應注意其粒形和級配。
(3)正確認識和使用石粉問題
在生產(chǎn)機制砂的過程中不可避免地產(chǎn)生粒徑小于75?m顆粒,這些粉顆粒既可能是石粉也可能是泥粉。石粉和泥粉是兩種截然不同的物質,一方面石粉和泥粉粒徑都比較小,在混凝土漿體中可以起到填充作用;另一份面二者的結構完全不同,石粉結構密實,對水僅存在表面物理吸附,而泥粉是類似于海綿的層狀松散結構,吸水率較高,吸附水后通常會發(fā)生膨脹,進而影響混凝土強度和耐久性;再次泥粉的主要成分時蒙脫石、伊利土和高嶺土等對外加劑有強烈的吸附作用,石粉通常是機制砂生產(chǎn)過程中形成的細小顆粒,與母巖化學性質一致,對外加劑吸附較低。泥粉與石粉雖然在粒徑是比較相近,但二者存在本質的區(qū)別,對混凝土產(chǎn)生的影響也大相徑庭,隨著機制砂中泥粉含量的增加,泥粉吸附水和外加劑的能力相應增加,混凝土用水量提高且坍落度損失加快。當泥粉含量較大時,也會對混凝土的強度、抗凍性、抗?jié)B性等耐久性能產(chǎn)生不利的影響。
石粉的粒徑小于75?m,在一定程度上可以看作是一種惰性礦物摻合料,機制砂中的石粉可以調整膠凝材料的級配,尤其是在水泥細度較細的情況下造成膠凝材料中缺少45?m~75?m的顆粒,機制砂石粉可以有效補充這一部分顆粒,改善膠凝材料體積的空隙率。
在商品混凝土生產(chǎn)過程中應根據(jù)混凝土強度等級的變化選擇合適石粉含量的機制砂,石粉含量太少起不到增加漿體體積改善工作性,降低混凝土泌水、離析的目的。石粉含量也不宜過高,過高造成需水量增加,混凝土工作性下降。因此要把握一個度的問題,不能太高也不能太低,控制一個合適的范圍:對于強度等級低于C30的混凝土,膠凝材料較少,機制砂中含有10%~15%的石粉可以補充膠凝材料,增加漿體量,改善混凝土的和易性;但對于強度等級高于C60的混凝土而言,混凝土本身的膠凝材料較多,混凝土黏度較大,應適當控制石粉含量降低混凝土黏度,石粉含量宜控制在7%~10%;強度等級大于C80的超高強混凝土的石粉含量應低于3%~5%。