什么是机制砂？什么是针、片状颗粒？机制砂基本知识点问答

1什么是机制砂？

答：经除土处理，由机械破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿、工业废渣颗粒。但不包括软质岩石、风化岩石的颗粒。俗称人工砂。混合砂指由机制砂和天然砂混合制成的砂。

2机制砂有哪些技术质量指标？

答：机制砂的主要技术指标有：颗粒级配、细度模数、石粉含量、空隙率、表观密度、堆积密度、亚甲蓝（MB）值、压碎值指标、云母含量、轻物质含量等16项技术指标。

3什么是细度模数？

答：反映机制砂颗粒粗细程度的技术指标。细度模数越大，表示砂子越粗。机制砂的规格按细度模数（Mx）分为粗、中、细、特细四种，其中：1）粗砂的细度模数为：3.7～3.1，平均粒径为0.5mm以上；2）中砂的细度模数为：3.0～2.3，平均粒径为0.5mm～0.35mm；3）细沙的细度模数为：2.2～1.6，平均粒径为0.35mm～0.25mm；4）特细沙的细度模数为：1.5～0.7，平均粒径为0.25mm以下。

4机制砂中有哪些有害物质？

答：机制砂中常见的有害物质是云母、轻物质（如树叶、木块、煤）、有机物、硫化物及硫酸盐等，这些物质对混凝土性能产生影响，含量都要求严格控制。

5机制砂中有害物质云母含量要求≤2%，为什么要作为重要质量指标加以控制？

答：因为云母呈薄片装，表面光滑，极易沿节理开裂，因此与水泥石的粘结性能极差，若含量过量对混凝土和易性、强度及砂浆抗冻性产生较大影响，比如云母含量5%时，强度下降15%以上。花岗岩类作为机制砂料源时要引起重视。

6机制砂颗粒级配划分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区三个区间，如何判定机制砂级配属于哪个区间？

答：根据公称粒径0.6mm方筛孔累计筛余量百分比，当该百分比值落于哪个区间，他就属于哪区砂。也就是说0.6mm的公称粒径作为区间控制粒级。机制砂可分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于或等于C60的混凝土，Ⅱ类宜用于强度等级大于或等于C30、小于C60及有抗冻、抗渗要求的混凝土，Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。

7什么是针、片状颗粒？

答：凡是机制砂颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。其中平均粒径是指该粒级上、下限粒径的平均值。

8什么是机制砂石粉，石粉含量有什么要求？

答：石粉是指机制砂中粒径小于75μm的成分与被加工母岩相同的颗粒。一般普通混凝土要求石粉含量小于10%，高强混凝土要求小于5%；

9国外机制砂标准对石粉含量有什么要求？

答：国外标准对机制砂石粉含量及粒径的界定均存在差异，石粉粒径界定方面：美国、日本、澳大利亚等国石粉界定粒径为0.075毫米，英国、法国等国则为0.063毫米；石粉含量方面：美国标准规定石粉含量最高限值为5～7%；日本则为7%；澳大利亚则为25%;英国则为15%；法国则12～18%；这种不同是考虑的角度不同造成的。

10机制砂压碎值指标有什么要求？

答：机制砂压碎值是检验其坚固性与耐久性的一项指标。标准要求压碎值指标为30%。压碎值指标较低会导致混凝土耐磨性明显下降。

11砂子细度模数与颗粒级配的关系？

答：砂子细度模数和颗粒级配是两个不同的概念，他们既有联系又有本质区别，他们的关系是：1）颗粒级配相同，细度模数相同；2）细度模数相同，级配不一定相同；3）砂的三个级配区并不准确对应于与砂的粗、中、细的程度划分。

12石屑与机制砂的区别是什么？

答：在母岩相同的情况下，石屑与机制砂的主要区别是石屑颗粒更加不规则，用水量会增加较多，石粉含量更高且波动更大，可能更易降低混凝土拌合物性能及强度。

16什么是机制砂亚甲蓝（MB）值？

亚甲蓝值是判断机制砂中细粉颗粒主要是泥粉还是石粉的指标，机制砂亚甲蓝值要求MB≤1.4，宜控制在1.0以下为好。

17如何区分岩石的风化等级？

答：岩石的风化等级分为微风化、弱风化、强风化、全风化四个等级，一般用风化系数进行表示。风化系数小于kf≤0.4的岩石，强度也小于常30MPa；风化较强的岩石色泽陈旧，基本可用手折断，用镐可以挖掘，手摇钻不易钻进，锤击声为哑声等宏观特点。

18机制砂表观密度、松散堆积密度、空隙率有何要求？

答：机制砂表观密度不小于2500kg/m3；松散堆积密度不小于1400 kg/m3；空隙率不大于44%。

19机制砂石粉含量与细度模数的关系是什么？

答：机制砂细度模数越小，颗粒总体上就越细，石粉含量就越多，即石粉含量与细度模数成反比，生产中通过增加石粉含量来降低细度模数的方法是不可取的。

20机制砂经常需要取样检测，如何对机制砂进行取样？

答：机制砂检测取样的一般方法为：1）在料堆上取样时，取样部位应均匀分布。取样前先将取样部位表面铲除，然后从不同部位抽取大致等量的砂8份，组成一组样品,2）从皮带运输机上取样时应用接料器在皮带运输机机尾的出料处定时抽取大致等量的砂4份，组成一组样品；3）从火车汽车货船上取样时从不同部位和深度抽取大致等量的砂8份，组成一组样品。

21机制砂的推广应用，在其质量及生产方面面临哪里问题？

答：目前主要面临的问题有：1）粒形不好,针片状过多,受岩石材质及设备类型限制较大；2）颗粒级配较差，细度模数偏大；3）石粉含量较高，水洗除泥粉又面临级配不合理、颗粒较粗等问题；4）观念落后，部分地区依然用风化的山砂和石屑经水洗或简单加工作为机制砂；5）生产过程中能耗和环境保护压力依然较大。

22在机制砂检测中，需要用到的常见检测仪器有哪些？

答：机制砂试验的基本仪器是标准方孔筛，摇筛机、鼓风干燥箱、石粉含量测定仪、压碎值指标测试仪、电子天平、饱和面干试模、容量瓶、压力机等。

23什么是碱-骨料反应？

答：碱-骨料反应指混凝土中的碱性物质(水泥、外加剂中均含有碱性成分)与砂石骨料中的活性成分发生化学反应,从而引起混凝土内部膨胀，时间长了会导致混凝土疏松、强度降低、开裂等，造成混凝土的破坏。

24哪些因素对机制砂混凝土和易性产生影响？

答：机制砂颗粒粒形，颗粒级配与粗细程度对混凝土和易性产生主要影响。

25选用怎样的细骨料对提高混凝土的强度和耐久性有益？

答：一般要求选用强度较高、坚固性较好、体积稳定性强、有害杂质含量较低、粗细程度及级配合理的机制砂（天然砂）作为细骨料，对提高混凝土强度和耐久性有益。

26什么样的机制砂级配区间和细度模数适合配制混凝土？

答：Ⅰ区的砂级配较粗,保水能力差,宜配制富混凝土和低流动性混凝土。Ⅱ区的砂为中砂级配,配制普通混凝土较适宜。Ⅲ区的砂级配较细,用它配制混合料粘性稍大、保水较好,但混凝土干缩性较大、表面易产生细微裂缝。机制砂的细度模数为2.4～3.0为好。

27为什么机制砂混凝土适合选用Ⅱ区中砂？

答：Ⅱ区中砂中含有较多的粗颗粒砂，并且含有适量的中颗粒及少量的细颗粒填充其间隙，使机制砂具有较小的空隙率和总表面积，可以达到减少水泥用量，提高混凝土的密实度和强度的目的。

28机制砂混凝土配比设计的一般原则是什么？

答：机制砂混凝土配合比设计应根据混凝土强度等级、施工性能、长期性能和耐久性等要求，在满足工程设计和施工要求的条件下，遵循低水泥用量、低用水量和低收缩性的原则，按现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定进行。

29为什么机制砂石粉能够改善混凝土工作性？

答：B.P.Hudson等人认为，机制砂中的石粉填充了大颗粒之间的空隙，在集料体系内起一定的润滑作用，在不含泥土的情况下，机制砂中石粉含量介于～10%之间时，用水量不必增加很多也可保持工作性。

30机制砂混凝土拌合物工作性的基本技术要求是什么？

答：机制砂混凝土拌合物工作性能的好坏是决定混凝土质量的重要因素之一，因此、在配置机制砂混凝土时应主要调整拌合物的黏聚性、保水性和流动性，使之不离析、不泌水。

31机制砂粒形对混凝土的应用非常重要，它的影响主要体现哪几个方面？

答：机制砂粒形对混凝土的影响主要表现在以下几个方面：1）粒形的规则与否影响到机制砂骨料自身的堆积密度和空隙率大小，从而影响填充骨料空隙的水泥浆体的体积；2）不规则的粒形具有更大的比表面积，需要的包裹浆体更多；3）影响新拌混凝土的工作性能及它与水泥浆体界面的机械啮合力等。

32机制砂中含泥量对混凝土性能的影响如何？

答：试验证明机制砂中含泥量对混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗折强度、弹性模量、收缩、抗冻、抗渗等均有影响。一般来说高强度等级混凝土的影响比对低等级混凝土额影响大。

33.石粉对混凝土性能的影响如何？

答：研究表明：机制砂中含有5%～10%的石粉，有利于改善普通中低强度特别是泵送中低强度机制砂混凝土和易性，配制的混凝土强度等级越低、流动性越大，机制砂石粉含量宜控制越高。

34砂石骨料对混凝土力学性能主要影响在那几个方面？

答：骨料对混凝土力学性能的影响主要表现在强度、弹性模量和耐久性等方面。

35机制砂石粉的活性效应主要表现在哪些方面？

答：国内外认为石粉的活性效应主要表现在: 1)石灰石粉可以与水泥水化反应生成碱式碳酸钙；2)石灰石粉的铝相反应；3)石灰石粉对水泥水化的促进作用。内川浩研究了CaCO3对C3S单矿早期水化的作用。认为CaCO3可作为加速水泥水化的促凝剂或减水剂来影响C3S单矿的早期水化。

36为什么机制砂的细度模数不稳定？

答：在生产过程中入料岩性、含水率和级配容易变化，筛分过程也会出现堵孔、破损等问题，破碎、除尘设备效率、参数也不稳定。容易导致机制砂细度模数不稳定。