在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,機(jī)制砂在工程中已被廣泛應(yīng)用。國(guó)外在細(xì)集料及石粉對(duì)混凝土性能的影響、機(jī)制砂粒形、級(jí)配對(duì)混凝土造價(jià)的影響、破碎機(jī)械對(duì)集料質(zhì)量的影響等方面做了大量的研究工作。
國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)制砂及其混凝土拌合物的研究應(yīng)用起步較晚。從上世紀(jì)60年代開(kāi)始,受限于我國(guó)某些地區(qū)的特殊自然條件,一些水電、建筑項(xiàng)目開(kāi)始利用當(dāng)?shù)氐氖纳a(chǎn)機(jī)制砂,并將這些機(jī)制砂探索性地應(yīng)用于工程中。90年代以來(lái),我國(guó)科研人員對(duì)機(jī)制砂的特性以及對(duì)機(jī)制砂混凝土的力學(xué)性能和工作性能進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和研究,表明使用機(jī)制砂配制混凝土無(wú)論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都是是合理可行的。
近些年,砂石行業(yè)的發(fā)展迅速,北京、上海、江蘇、廣東、四川、重慶等省市也都陸續(xù)開(kāi)始進(jìn)行機(jī)制砂的應(yīng)用研究。通過(guò)引進(jìn)國(guó)外成熟技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、技術(shù)設(shè)備進(jìn)行改造,我國(guó)已建設(shè)出一批生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到1000t/h-3000t/h的具有國(guó)際先進(jìn)水平的專業(yè)機(jī)制砂生產(chǎn)線,并將機(jī)制砂成功應(yīng)用在建筑、交通、水利、水電工程中,很大程度上緩解了部分地區(qū)已經(jīng)凸顯的中粗砂供需矛盾。
與天然砂比較,機(jī)制砂的特性主要有以下4點(diǎn):
(1)從原料的巖性而言,機(jī)制砂一般都是利用棒磨機(jī)或者破碎機(jī)將某一種礦質(zhì)巖石機(jī)械破碎,原料巖性統(tǒng)一,很少出現(xiàn)混雜現(xiàn)象。天然砂一般是由大塊礫石經(jīng)常年累月沖刷或風(fēng)化而成,這導(dǎo)致不同巖性的礫;祀s在一起,巖性復(fù)雜,有時(shí)甚至還包含有毒有害物質(zhì)。
(2)以外觀特征而言,受原材料材質(zhì)和設(shè)備的影響,機(jī)制砂表面粗糙,顆粒尖銳有棱角,粒形粗拙不規(guī)則,并且顆粒內(nèi)部裂紋多、比表面積大。而長(zhǎng)期受沖刷或風(fēng)化作用的天然砂顆粒粒形單一圓潤(rùn),多為橢圓形或圓形。
(3)以所含微粒而言,機(jī)制砂在生產(chǎn)過(guò)程中,肯定會(huì)附帶產(chǎn)生一定量的石粉(石粉具體是指經(jīng)過(guò)除土處理后原材料破碎加工后產(chǎn)生的粒徑小于75µm的微粒)。因此機(jī)制砂的顆粒表面會(huì)覆蓋大量石粉,這是機(jī)制砂與天然砂在直觀上最明顯的區(qū)別。雖然砂中的泥粒和石粉都是粒徑小于75µm的顆粒,但兩者成分、作用迥異:泥粒通常對(duì)混凝土有害,必須嚴(yán)格控制;而適量的石粉對(duì)混凝土是有益的。
(4)受制于制作工藝和生產(chǎn)設(shè)備的限制,機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)一般介于3.0~3.7之間,基本上是中粗砂。從調(diào)查看來(lái),一般1.18mm以上顆粒較多,嚴(yán)重缺乏0.3mm以下的顆粒,甚至?xí)霈F(xiàn)斷檔現(xiàn)象。雖然可以根據(jù)工程需要一定程度地人為調(diào)整機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù),但是細(xì)度模數(shù)大,則會(huì)導(dǎo)致粗顆粒過(guò)多;細(xì)度模數(shù)小,則會(huì)導(dǎo)致75µm以下的石粉過(guò)多。天然砂不同粒徑的顆粒分布較為均勻,一般都是連續(xù)級(jí)配。