哪種巖石更適合做機(jī)制砂的材料？目前建筑用砂領(lǐng)域里天然砂資源的短缺是有目共睹的，因此尋找天然砂的替代品就很重要，一方面能保證工程的正常進(jìn)行，另一方面能夠降低投資成本，畢竟在日益減少的天然砂大背景下，砂子價(jià)格會(huì)有所增長。那么適合加工機(jī)制砂的材料是選玄武巖好還是石灰石？或者是其它一些石頭呢？
隨著國內(nèi)需求的拉動(dòng)，“十二五”計(jì)劃的展開，各地公路，鐵路等基建的投入日益增大，迫切需要大量混凝土，因而需要大量砂子。為了保護(hù)生態(tài)平衡，國家已明文禁止擅自開挖天然砂，使得天然砂供量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足混凝土生產(chǎn)的需求。因此，機(jī)制砂的開發(fā)就顯得尤為重要。生產(chǎn)機(jī)制砂過程中不可避免地產(chǎn)生一定粒徑小于75um的石粉，清除多余的石粉，使得機(jī)制砂滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，需要耗費(fèi)大量能源，并造成了環(huán)境污染。
首先選用石粉含量為3%~16%的巖石破碎原狀機(jī)制砂，通過試驗(yàn)研究了配制強(qiáng)度等級(jí)C30、C45和C60混凝土的可行性，并對(duì)石粉含量變化對(duì)混凝土拌合物工作性能和混凝土基本力學(xué)性能的影響規(guī)律進(jìn)行了探討。結(jié)果顯示，原狀機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)中確定水灰比時(shí)，可采用系數(shù)αa=0.55，αb=0.19。在原狀機(jī)制砂亞甲藍(lán)值符合建筑用砂規(guī)范要求條件下，石粉含量由5%放寬到13%是可行的，即可保證混凝土拌合物的工作性能，又可滿足現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)混凝土基本力學(xué)性能的要求。
接著對(duì)石粉含量分別為3%、7%和13%的C30和C45級(jí)原狀機(jī)制砂混凝土在3 d、7 d、14 d、28 d、56 d、90 d、120 d、150 d和180 d等各齡期內(nèi)的立方體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了石粉含量對(duì)強(qiáng)度的影響，得出了180d齡期內(nèi)的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律，并提出了C30和C45機(jī)制砂混凝土在任一齡期內(nèi)的立方體抗壓強(qiáng)度擬合公式，試驗(yàn)表明，原狀機(jī)制砂中石粉對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響與普通機(jī)制砂生產(chǎn)中產(chǎn)生的混有一定泥粉的石粉對(duì)強(qiáng)度的影響有本質(zhì)的不同，對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為C30和C45的原狀機(jī)制砂來說石粉含量5%這一限值過于嚴(yán)格是不合適的。
更后，制作了不同石粉含量的水泥砂漿試件，研究了其宏觀力學(xué)性能，并采用XRD和SEM電鏡等微觀測(cè)試方法，研究了石粉在水泥砂漿中作用。力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：機(jī)制砂配制的膠砂試件的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度都大于相應(yīng)齡期的天然砂混凝土；同一齡期下，機(jī)制砂膠砂試件的抗壓強(qiáng)度隨著石粉含量的增加而增加，抗折強(qiáng)度先增加后降低。