天然砂与机制砂的优缺点（机制砂强势崛起）

机制砂品质的好坏，受生产工艺和母岩性质影响很大，有的制砂设备生产的机制砂粒形较好，级配可控，性能优良。也有一些制砂设备生产出来的机制砂细度模数偏大，颗粒多三角体或方矩体，表面粗糙，颗粒尖锐有棱角，级配较差，粗颗粒和细颗粒（石粉）含量较多，中间颗粒较少。此外，硬度较高的母岩生产的机制砂，针片状相对较多，颗粒形状较差。

机制砂石粉含量

机制砂中粒径小于75μm的颗粒被称为石粉，受生产工艺影响，成品机制砂中的石粉含量一般会超过超过GB/T14684-2011《建筑用砂》规定的石粉含量限值。机制砂中的石粉与河砂中的泥粉不同，适量的石粉能够改善混凝土的和易性、工作性和耐久性。

（1）石粉对混凝土工作性影响

石粉对混凝土工作性既有正面影响也有负面影响，一方面石粉会吸附一定的水及外加剂，增加混凝土用水量；另一方面，石粉可以改善由于机制砂级配较差，易离析、泌水的缺点，增加混凝土稠度，改善混凝土和易性。机制砂中石粉含量不能太高也不能太低，控制一个合适的范围：对于强度等级低于C30的混凝土，胶凝材料较少，机制砂中含有10%～15%的石粉可以补充胶凝材料，增加浆体量，改善混凝土的和易性；但对于强度等级高于C60的混凝土而言，混凝土本身的胶凝材料较多，混凝土黏度较大，应适当控制石粉含量降低混凝土黏度，石粉含量宜控制在7%～10%；强度等级大于C80的超高强混凝土的石粉含量应低于3%～5%。

（2）对混凝土强度及耐久性影响

细微石粉颗粒可以改善胶凝材料级配，降低胶凝材料空隙率，改善混凝土微结构的致密程度，此外，石粉对水泥的水化具有促进作用，从而对混凝土力学性能及耐久性性能有利。对于普通强度机制砂混凝土，混凝土抗氯离子渗透性能随着机制砂中石粉含量的增加而增强，而混凝土抗冻性能则随着石粉含量的增加而降低，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，混凝土抗冻性能劣化明显。但对于高强混凝土而言，对于混凝土工作性能，当石粉含量大于7%时，混凝土坍落度降低，而对于抗氯离子渗透性能、抗冻性能等耐久性能，石粉含量从3.5%提高到14%，均未使机制砂高强混凝土出现性能劣化现象。

机制砂颗粒特性

机制砂的颗粒特性对混凝土性能有重要影响。

（1）对混凝土工作性影响

使用连续级配的骨料配制的混凝土工作性能优于间断级配骨料混凝土，机制砂的颗粒级配一般表现为“两头大、中间少”，即＞2.36mm和＜0.15mm的颗粒偏多，而中间颗粒偏少（尤其是0.3mm～1.18mm），有时某一粒级断档。配制混凝土时造成胶凝材料用量和外加剂用量偏大，如果配制不合理，混凝土拌合物坍落度易出现“草帽状”，工作性差。将机制砂以1.18mm筛孔为分界点，将机制砂颗粒组成分成粒径≥1.18mm颗粒和粒径<1.18mm颗粒两部分，粒径≥1.18mm颗粒对混凝土流动性产生影响，粒径<1.18mm颗粒对混凝土的粘聚性和保水性产生影响。通过与天然砂级配进行对比发现，适当提高机制砂中0.15～0.3mm与0.3～0.6mm的颗粒更有利于改善机制砂混凝土的工作性。

（2）对混凝土强度和耐久性影响

机制砂的表面粗糙程度大于河砂，能够提高水泥石与骨料之间的粘结强度，有利于提高混凝土的抗压强度与体积稳定性。但机制砂粗糙的表面对混凝土孔隙率影响更显著，机制砂的使用会增加混凝土孔隙率，降低混凝土抗压强度及耐久性能。