根據(jù)機制砂和混合砂的產(chǎn)品特點,新國家標準GB/T-2001《建筑用砂》把由經(jīng)除土處理的機制砂和混合砂都稱人工砂(譯為 Manufactured sand),執(zhí)行人工砂的技術(shù)要求和檢驗方法。其中,機制砂(譯為Machine-made sand或Artificial sand)定義為“由機械破碎、篩分制成的,粒徑小于4.75mm的巖石顆粒,但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖的顆粒”,混合砂定義為“由機制砂和天然砂混合制成的砂”。由機械破碎、篩分特點決定,機制砂的基本特性如下。
生產(chǎn)特點:機制砂是利用當(dāng)?shù)夭牧匣蛏a(chǎn)粗骨料的剩余料,用專門的制砂機生產(chǎn),如用棒磨機制砂,可以通過進料量、料漿濃度、進料粒徑、裝棒量、棒級配等參數(shù)的調(diào)整,按工程的需要,人為地較穩(wěn)定地控制機制砂的質(zhì)量,即機制砂的細度模數(shù)、粒形和級配,都是可以調(diào)整和改進的,在這一點上,機制砂與天然砂有著本質(zhì)的區(qū)別。但由于全國各地機制砂的生產(chǎn)礦源的不同、生產(chǎn)加工機制砂的設(shè)備和工藝不同,生產(chǎn)出機制砂粒型和級配可能會有很大的區(qū)別。
外觀特征:天然砂外觀呈黃色,含泥量高也不容易看出,而機制砂多數(shù)呈灰白色或黑色、顆粒尖銳,10%左右石粉含量干法生產(chǎn)的機制砂看上去像完全是石粉一樣,使人心生疑慮,不敢使用。
石粉含量:機制砂在生產(chǎn)過程中,不可避免地要產(chǎn)生一定量的石粉這是正常的,也是機制砂與天然砂明顯的區(qū)別之一。石粉的具體定義是加工前經(jīng)除土處理,加工后形成的粒徑小于75微米,其礦物組成和化學(xué)成分與被加工母巖相同的物質(zhì)。雖同是粒徑小于75μm的顆粒,但石粉與天然砂中的泥成分不同,粒徑分布不同,在使用中的作用也不同。天然砂中的泥對混凝土是有害的,必須嚴格控制其含量。而機制砂中適量的石粉對混凝土是有益的,有適量石粉的存在,彌補了機制砂配制混凝土和易性差的缺陷。同時,它的摻入對完善混凝土特細骨料的級配(在這一點上,天然砂由于其生產(chǎn)工藝的限制,其特細級配部分是不完善的),提高混凝土密實性都有益處,進而起到提高混凝土綜合性能的作用。
粗細程度:機制砂目前基本為中粗砂,細度模數(shù)一般在3.0~3.7范圍。細度模數(shù)太大,則粗顆粒太多,<300μm顆粒太少,級配不合理,混凝土和易性變差。細度模數(shù)太小,則<75μm石粉太多,混凝土用水量可能增大,強度降低,收縮增大,且機制砂生產(chǎn)電耗上升。也是說,機制砂中石粉含量的變化是隨細度模數(shù)變化而發(fā)生變化的,細度模數(shù)小,石粉含量高;反之,細度模數(shù)大,石粉含量低。
級配狀況:從顆粒組成統(tǒng)計結(jié)果分析,機制砂>2.36mm和<150μm的顆粒偏多,而中間顆粒偏少(尤其是300μm~1.18mm),有時某一粒級斷檔。一般來說,級配只能基本上符合天然砂1區(qū)或2區(qū)砂的技術(shù)要求。
顆粒形狀:機制砂由于是機械破碎制成,粒形多呈三角體或方矩體(有些片狀顆粒較多),表面粗糙,顆粒尖銳有棱角,這對集料和水泥的粘結(jié)是有利的,但對混凝土的和易性是不利的,特別是強度等級低的混凝土可引起混凝土的較大泌水率,而適量石粉的存在,則在一定程度上彌補了這一缺陷。
因為機制砂由機械破碎、篩分制成,顆粒形狀粗糙尖銳、多棱角,并且機制砂顆粒內(nèi)部微裂紋多、空隙率大、開口相互貫通的空隙多、比表面積大,加上石粉含量高等特點,造成機制砂混凝土與天然河砂混凝土相比有較大的差異。