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摘要：本文通过对贵州省人工砂石骨料存在的普遍问题进行分析，探讨了其对混凝土配合比及其性能的影响，指明了人工砂石骨料的未来发展方向。
关键词：人工砂石骨料；混凝土配合比；混凝土性能；精品砂石骨料
混凝土具有原料丰富、价格低廉、制作简单、造型方便、抗压强度高、耐久性好、维修费低、耐火耐震等优点。其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，在造船业，机械工业，海洋开发，地热工程等，混凝土也是重要的建筑材料。
一、砂石骨料在混凝土中的作用
1、经济性：
由于砂石骨料相对混凝土其他组成材料比较便宜，大量掺入可以降低混凝土单方造价。
2、骨架作用：
砂石在混凝土中称为骨料，原因就是其在混凝土中起到骨架作用，提高混凝土的承载能力。水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在细骨料表面并填充粗骨料空隙。在硬化前，水泥砂浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。
3、限制收缩作用：
（1）失水干缩：
根据胶凝材料学，水泥水化实际仅需要20%左右的水分，但我们为了满足混凝土施工和易性要求，通常都要将水灰比加到0.4～0.5左右，这些多余的水分在混凝土凝结硬化过程中都会慢慢蒸发掉，水分的蒸发引起混凝土的收缩，我们叫它失水干缩。
（2）化学收缩：
高标号混凝土由于水泥用量偏大，收缩也较大，因此，我们为了减少收缩和降低混凝土水化热（避免产生温度收缩）而往往掺入矿粉。科学实践证明，在混凝土中掺入粗细骨料能够起到限制混凝土收缩的作用。由于砂石骨料的线膨胀系数比较小，在混凝土内部可以起到限制混凝土的收缩，减少混凝土的开裂的作用。
这也就是水泥浆（净浆）的收缩值最大，砂浆收缩值次之，混凝土收缩值最小的原因。
二、贵州省人工砂的特点
由于贵州省属于喀斯特熔岩地区，石灰石矿山资源极为丰富，因而贵州省的砂石骨料资源也多以石灰石原料生产加工而成，而细度模数比较稳定和含泥量低的河砂资源则相对比较稀缺。石灰石砂石骨料的普遍应用成就了贵州省山砂混凝土的研究和应用技术也相对比较成熟、相关标准和规程在国内较早制定，如DBJ22-016-95《山砂混凝土技术规程》、DB24-016-2010《 贵州省山砂混凝土技术规程》、DBJ22-017-95 《回弹法检测山砂混凝土抗压强度技术规程》、DBJ52-55-2008《贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规程》等，可以说贵州省有关山砂的研究是现代人工砂相关标准的鼻祖和基础。
但是，由于多年来粗放形的生产，使得贵州省砂石骨料质量一直停留在一个很低的水平上，直接影响贵州省高强、高性能混凝土发展与应用，已成为制约贵州省混凝土技术以及建筑工程发展的一个瓶颈。
三、贵州省砂石骨料存在的普遍问题
1、砂石骨料普遍存在含泥量高、粒形差、级配差、空隙率大。
2、砂子细粉含量高（10～20%）、超径严重（超径10～30%），细度模数偏大（普遍大于3.1），多为粗砂。
3、粗骨料（碎石）针、片状含量高、级配差、密实度差、压碎指标高。
四、贵州省人工砂石骨料对混凝土配合比及性能的影响
1、由于贵州省人工砂石普遍存在含泥量高的问题，导致混凝土收缩大、拌合需水量大、砂浆与骨料粘结强度差，直接影响混凝土的抗压、抗折强度。
2、由于贵州省人工砂石普遍存在粒形差、级配差、空隙率大的问题，导致混凝土拌合物和易性差、水泥用量高、砂浆用量高以及粗骨料骨架作用不好等问题。
3、由于贵州省人工砂普遍存在细粉含量高、超径严重，细度模数偏大，多为粗砂，导致混凝土单方用水量高（C30混凝土用水量170～190kg/m3）、砂率高（45～55%），最终直接导致配制混凝土水泥用量高、收缩大、强度低等问题出现。
4、由于贵州省人工碎石普遍存在针、片状含量高、级配差、密实度差、压碎指标高的问题，导致拌合物和易性差、拨开系数大、容重小、密实度差、抗压强度低等问题。
五、人工砂石骨料的的未来发展方向及其对混凝土的影响
由于河砂资源的逐渐枯竭以及国家对河砂开采的限制，未来人工砂石的广泛使用是发展必然趋势，国家已制定了JGJ/T241-2011《人工砂混凝土应用技术规程》，为使砂石骨料的质量跃上一个新台阶，从而促进混凝土及建筑工程的发展，必须采用专用设备以及工厂化、规模化、专业化、标准化、环保化的产生方式生产砂石骨料，即生产精品砂石骨料。
精品砂石骨料由于采用专用破碎、整形、水洗、筛分、分级、收尘设备以及污水回收处理系统生产砂石骨料，使得整个骨料生产过程清洁、环保、节能，骨料具有含泥量低、粒形好、级配好（如砂子细度模数可以控制在2.4～2.8的良好范围内）、密实度高、空隙率低、针片状含量低等优点，是我国砂石骨料的未来发展的必然方向，也是我国高强、高性能混凝土发展的必要条件。
六、结语
目前贵州省贵阳市城上城商品混凝土公司已在修文县扎佐乡采用中联重科的生产装备建设好了一条日产2万吨精品砂石骨料的生产线。
中国水电工程第九工程局在惠水县长田工业园采用贵州诚智重工的生产装备建设好一条日产2万吨的精品砂石骨料生产线。
贵州兴达兴建材有限公司采用三一重工的装备已建成日产0.5万吨的精品砂石骨料生产线。
这几条精品砂石骨料生产线已成为贵州省砂石骨料的生产的示范性生产线，将引领贵州省砂石骨料的生产迈上崭新台阶，带动贵州省砂石骨料生产朝着精品砂石骨料方向发展。
作者简介：
王勇（1963-），男，工程技术应用研究员，副总工程师，从事工业废渣应用研究及混凝土研究工作。
关键词：人工砂石骨料；混凝土配合比；混凝土性能；精品砂石骨料
混凝土具有原料丰富、价格低廉、制作简单、造型方便、抗压强度高、耐久性好、维修费低、耐火耐震等优点。其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，在造船业，机械工业，海洋开发，地热工程等，混凝土也是重要的建筑材料。
一、砂石骨料在混凝土中的作用
1、经济性：
由于砂石骨料相对混凝土其他组成材料比较便宜，大量掺入可以降低混凝土单方造价。
2、骨架作用：
砂石在混凝土中称为骨料，原因就是其在混凝土中起到骨架作用，提高混凝土的承载能力。水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在细骨料表面并填充粗骨料空隙。在硬化前，水泥砂浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。
3、限制收缩作用：
（1）失水干缩：
根据胶凝材料学，水泥水化实际仅需要20%左右的水分，但我们为了满足混凝土施工和易性要求，通常都要将水灰比加到0.4～0.5左右，这些多余的水分在混凝土凝结硬化过程中都会慢慢蒸发掉，水分的蒸发引起混凝土的收缩，我们叫它失水干缩。
（2）化学收缩：
高标号混凝土由于水泥用量偏大，收缩也较大，因此，我们为了减少收缩和降低混凝土水化热（避免产生温度收缩）而往往掺入矿粉。科学实践证明，在混凝土中掺入粗细骨料能够起到限制混凝土收缩的作用。由于砂石骨料的线膨胀系数比较小，在混凝土内部可以起到限制混凝土的收缩，减少混凝土的开裂的作用。
这也就是水泥浆（净浆）的收缩值最大，砂浆收缩值次之，混凝土收缩值最小的原因。
二、贵州省人工砂的特点
由于贵州省属于喀斯特熔岩地区，石灰石矿山资源极为丰富，因而贵州省的砂石骨料资源也多以石灰石原料生产加工而成，而细度模数比较稳定和含泥量低的河砂资源则相对比较稀缺。石灰石砂石骨料的普遍应用成就了贵州省山砂混凝土的研究和应用技术也相对比较成熟、相关标准和规程在国内较早制定，如DBJ22-016-95《山砂混凝土技术规程》、DB24-016-2010《 贵州省山砂混凝土技术规程》、DBJ22-017-95 《回弹法检测山砂混凝土抗压强度技术规程》、DBJ52-55-2008《贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规程》等，可以说贵州省有关山砂的研究是现代人工砂相关标准的鼻祖和基础。
但是，由于多年来粗放形的生产，使得贵州省砂石骨料质量一直停留在一个很低的水平上，直接影响贵州省高强、高性能混凝土发展与应用，已成为制约贵州省混凝土技术以及建筑工程发展的一个瓶颈。
三、贵州省砂石骨料存在的普遍问题
1、砂石骨料普遍存在含泥量高、粒形差、级配差、空隙率大。
2、砂子细粉含量高（10～20%）、超径严重（超径10～30%），细度模数偏大（普遍大于3.1），多为粗砂。
3、粗骨料（碎石）针、片状含量高、级配差、密实度差、压碎指标高。
四、贵州省人工砂石骨料对混凝土配合比及性能的影响
1、由于贵州省人工砂石普遍存在含泥量高的问题，导致混凝土收缩大、拌合需水量大、砂浆与骨料粘结强度差，直接影响混凝土的抗压、抗折强度。
2、由于贵州省人工砂石普遍存在粒形差、级配差、空隙率大的问题，导致混凝土拌合物和易性差、水泥用量高、砂浆用量高以及粗骨料骨架作用不好等问题。
3、由于贵州省人工砂普遍存在细粉含量高、超径严重，细度模数偏大，多为粗砂，导致混凝土单方用水量高（C30混凝土用水量170～190kg/m3）、砂率高（45～55%），最终直接导致配制混凝土水泥用量高、收缩大、强度低等问题出现。
4、由于贵州省人工碎石普遍存在针、片状含量高、级配差、密实度差、压碎指标高的问题，导致拌合物和易性差、拨开系数大、容重小、密实度差、抗压强度低等问题。
五、人工砂石骨料的的未来发展方向及其对混凝土的影响
由于河砂资源的逐渐枯竭以及国家对河砂开采的限制，未来人工砂石的广泛使用是发展必然趋势，国家已制定了JGJ/T241-2011《人工砂混凝土应用技术规程》，为使砂石骨料的质量跃上一个新台阶，从而促进混凝土及建筑工程的发展，必须采用专用设备以及工厂化、规模化、专业化、标准化、环保化的产生方式生产砂石骨料，即生产精品砂石骨料。
精品砂石骨料由于采用专用破碎、整形、水洗、筛分、分级、收尘设备以及污水回收处理系统生产砂石骨料，使得整个骨料生产过程清洁、环保、节能，骨料具有含泥量低、粒形好、级配好（如砂子细度模数可以控制在2.4～2.8的良好范围内）、密实度高、空隙率低、针片状含量低等优点，是我国砂石骨料的未来发展的必然方向，也是我国高强、高性能混凝土发展的必要条件。
六、结语
目前贵州省贵阳市城上城商品混凝土公司已在修文县扎佐乡采用中联重科的生产装备建设好了一条日产2万吨精品砂石骨料的生产线。
中国水电工程第九工程局在惠水县长田工业园采用贵州诚智重工的生产装备建设好一条日产2万吨的精品砂石骨料生产线。
贵州兴达兴建材有限公司采用三一重工的装备已建成日产0.5万吨的精品砂石骨料生产线。
这几条精品砂石骨料生产线已成为贵州省砂石骨料的生产的示范性生产线，将引领贵州省砂石骨料的生产迈上崭新台阶，带动贵州省砂石骨料生产朝着精品砂石骨料方向发展。
作者简介：
王勇（1963-），男，工程技术应用研究员，副总工程师，从事工业废渣应用研究及混凝土研究工作。