隨著我國經濟社會的快速發展，建筑工業工程建設日益增多，以西安為代表的西北地區呈現出天然砂石資源緊張甚至匱乏的局面，進而影響了區域工程建設的進度和發展。另一方面，由于天然砂資源短缺，其價格不斷上漲，部分商戶爭搶開采并出現過度開采情況，破壞了整個生態產業鏈的發展，對周邊環境造成了極大的破壞。在這種背景條件下，機制砂已經面世就被工程界廣泛采用，用來制備砂漿、普通及特種混凝土在全國各個地區應用于公路、橋梁及建筑工程中。為掌握西北地區機制砂特性，擴大其在混凝土工程中的應用，取樣西安地區機制砂試樣，檢測其基本性能并制備了機制砂混凝土，研究為機制砂在西北地區的應用提供了數據，同時為后續研究打下了基礎。
1機制砂混凝土配合比設計要素探討
1.1機制砂混凝土配合比設計概述
機制砂因加工生產特點，其表面粗糙、棱角豐富、顆粒形狀差、磨阻力大，制備的混凝土流動阻力大，新拌混凝土易離析。但是，機制砂的這些性能特點增加了集料與水泥漿之間的粘結力，制備的混凝土具有較好力學性能，被廣泛應用在很多復雜的建筑工程中。綜合考慮機制砂各項性能，機制砂混凝土一般將機制砂與天然河砂混合使用。在配合比設計時，首先，從機制砂的特性出發，應當適當提高砂率，使得混凝土達到良好的保水性。其次，機制砂中石粉含量較高，提高了外加劑摻量，這就要求綜合考慮各種因素進行配合比設計。綜上所述，機制砂混凝土應從原材料、強度等級設計、工作性能等方面入手，開展混凝土配制與配合比設計。
1.2原材料的選擇
機制砂混凝土使用的原材料除了應滿足普通混凝土原材料的要求外,應注意以下幾點:
(1)水泥的選用要優先考慮保水性能良好的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥；
(2)機制砂的顆粒級配對混凝土的粘聚性有顯著影響,最好使用細度模數為2.3～3.7的中粗砂,且顆粒級配符合《建設用砂》（GB/T14684-2011）的要求；
(3)石子宜使用連續級配的骨料,最大粒徑不宜大于31.5mm。
1.3強度等級要求
機制砂混凝土因其生產特性的限制,在混凝土生產、施工過程中容易出現離析泌水等現象,其力學性能則會受到不同程度的損失。所以，在混凝土配合比設計中，因根據機制砂特性設計強度值富裕合適的配合比，以滿足機制砂混凝土的強度等級要求。
1.4工作性能要求
機制砂混凝土的工作性即和易性，是保證混凝土強度合格、施工泵送的必要條件。機制砂混凝土應是粘稠、保水、不離析、流動性強的混凝土。所以，和易性是其配合比設計的一個十分重要條件。
2機制砂混凝土配合比設計
2.1試驗原材料
水泥：冀東牌P·O42.5普通硅酸鹽水泥，各項性能指標檢測合格；細骨料：西安渭河中砂，細度模數2.4，西安藍田某廠機制砂，細度模數為3.2；粗骨料：5-31.5mm連續級配卵石；礦物摻合料：陜西渭南電廠= 2 \* ROMAN \* MERGEFORMATII級粉煤灰，陜西韓城電廠德龍牌S95級礦渣粉；外加劑：西卡聚羧酸緩凝減水劑；拌合水：自來水。機制砂與普通河砂性能檢測結果如表1所示。
2.2配合比設計
試驗設計混凝土的強度等級為C30，考慮到機制砂不同取代比例對混凝土工作性能、強度等的影響，選取6個不同取代比例，驗證最佳機制砂取代天然砂的比例。依據《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2011），結合西安地區本地原材料性能特征，配合比設計如表2所示。
3性能測試與分析
依據表2配合比制備混凝土，檢測新拌混凝土及硬化后混凝土性能，檢測結果如表3所示。
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