目前，砂主要分為天然砂和機制砂。近年來隨著天然砂資源的過度開采和社會對生態環境的重視，天然砂逐漸被機制砂替代。然而，機制砂通常具有粒型較差、石粉含量高、顆粒級配不連續等缺點，因此利用機制砂配制的混凝土容易產生泌水、離析等不良現象，進而影響混凝土的力學性能及耐久性。因此，可以通過設計混凝土中的粗骨料級配，使粗骨料與機制砂實現顆粒的連續級配，提高機制砂混凝土的工作性及力學性能，進而推廣機制砂混凝土的實際工程應用。
1粗骨料的空隙率
在連續級配顆粒中，粒徑相對較大的顆粒首先占據一定的體積空間，粒徑相對較小的顆粒填充于大骨料之間的空隙中。良好的骨料級配具有較低的空隙率，可以降低混凝土中水泥的用量，提高混凝土的體積穩定性。
2機制砂混凝土的工作性
機制砂顆粒通常表面粗糙、棱角多，且級配不良，在配制混凝土時，導致用水量相對較大，容易出現離析現象，因此機制砂混凝土的工作性通常較差。
粗骨料級配對機制砂混凝土的坍落度及擴展度具有顯著的影響，粗骨料空隙率與機制砂混凝土的坍落度及流動度具有顯著的線性關系，說明粗骨料的緊密堆積能改善混凝土的工作性。這主要是由于混凝土粗骨料提供骨架作用，漿體包裹骨料的表面并填充空隙中，混凝土的工作性主要是由骨料表面包裹的漿體提供，粗骨料實現緊密堆積，可以減小填充空隙的漿體用量，包裹在骨料表面的漿體增多，因此骨料間滑動摩擦力降低，顆粒間相對容易滑動，工作性得到改善。
3機制砂混凝土的抗壓強度
混凝土是一種由硬化水泥石和骨料組成的兩相復合材料，骨料約占混凝土體積的60%～70%。在混凝土中，粗骨料主要提供了骨架作用，其緊密堆積程度顯著影響混凝土的力學性能。
水泥早期水化時，硬化漿體數量較少，不能有效地填充混凝土的空隙，此時抗壓強度是由骨料提供；水泥水化后期，水化速率降低，硬化漿體結構穩定形成，混凝土的抗壓強度主要受骨料和硬化漿體兩個因素影響，水化產物逐漸填充空隙中，進一步提高了骨料的緊密堆積程度，因此抗壓強度得到顯著提高。
4結語
（1）優化粗骨料級配，可以降低骨料堆積的空隙率，改善機制砂混凝土的坍落度及擴展度。當粗骨料堆積的空隙率最低時，機制砂混凝土坍落度可達200mm、擴展度可達410mm。
（2）降低粗骨料的空隙率，可以提高混凝土的抗壓強度。當粗骨料空隙率最小時，機制砂混凝土抗壓強度最。
文章來源：中國混凝土網
