机制砂是由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒。其与河砂不同，由于机制砂受母岩、生产工艺、生产设备等条件的影响，各地机制砂的技术性能变化较大。因此，原材料特性的不同引起机制砂混凝土和易性变异性大。而且机制砂技术指标的变化，要求通过不断改变配合比来得到性能优良的混凝土，为了方便混凝土工程施工，探索机制砂的哪些特性对混凝土的和易性影响较大，以及对于不同特性的机制砂如何调整混凝土的配合比以达到其和易性优良的目的，这对工程应用有很大的实用价值。与河砂显著的不同在于机制砂的生产中会产生小于0.mm的石粉，大量的研究表明，不同于河砂中的泥土，机制砂中的石粉对新拌混凝土的性能以及硬化后混凝土的性能都有改善作用。
但是目前对于机制砂中合理的石粉含量的意见，行业、地方以及国内外差别较大，《建筑用砂》（GB/T-）中和《公路工程混凝土结构防腐技术规范》（JTGTB07-01-）中规定的石粉含量上限为3%～7%，《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设［］号）和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-）中规定的石粉含量上限为5%～10%。各地方标准也不相同，贵州省地方标准（DＢＪ22--95）规定石粉含量上限20%，云南省地方标准（DＢＪ53-10-）石粉含量的上限为10%。在国外，澳大利亚混凝土行业机制砂石粉含量的上限为25%，英国（小于63μm）上限为15%，法国（小于63μm）为12%～18%。
解读国内标准，对石粉含量控制偏严，并且给工程技术人员的错觉是石粉含量越少越好，含量0为最优，这就造成了机制砂生产过程中控制石粉含量过于严格，导致0.15mm粒径左右的小粒径的组分流失严重，甚至0.30mm粒级也受到影响，这种机制砂配制的混凝土和易性较差，特别是低等级的混凝土。
为此，作者依托巴南高速公路沿线的桥梁工程，对嘉陵江卵石机制砂特性进行研究，为桥梁工程配制优质的机制砂混凝土，本文重点研究机制砂的石粉和小于0.15mm粒级对混凝土和易性的影响。
1原材料的特性及试验方法
1.1原材料的特性
（1）水泥。
水泥选用拉法基P.Ｏ42.5Ｒ级水泥，其物理性能指标见表1。
（2）集料。
嘉陵江卵石质地坚固、储量丰富，石质以花岗岩、石灰岩及砂岩为主。嘉陵江河滩可以直接应用的小卵石、河砂很少。大的卵石已多年作为碎石、机制砂的母材制成骨料，并有大量应用的工程实例。本文采用粗细骨料均由嘉陵江沿线各砂石料厂生产而成，粗骨料采用一种，主要变化细骨料。
粗骨料：满足5～26mm连续级配的Ⅱ类骨料，压碎值为8.6%，针片状颗粒含量4%，空隙率为44%。细骨料：各技术指标满足国标Ⅰ类砂标准，粒级筛分按照ＧＢ／Ｔ-表1备注中扩展，所选用的各机制砂均满足Ⅱ区砂要求。
（3）外加剂。
山西黄腾17-ＨＰＣ聚羧酸高效减水剂，减水率30%。
1.2试验方法
混凝土拌和物性能试验：按照《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（ＧＢ／Ｔ）进行测试。
2混凝土的配制及试验结果
对机制砂筛分发现不同机制砂中石粉和小于0.15mm粒级含量变化较大，而这正是对混凝土和易性，特别是保水性能和黏聚性影响最大的组份。本文试验选取了嘉陵江沿线具有代表性的8种机制砂，分别设计了Ｃ30和Ｃ60两个强度等级混凝土来研究石粉和小于0.15mm粒级含量对混凝土和易性的影响规律，试验结果见表2～表5。
由表2和表3可以看出：机制砂的石粉含量和小于0.15mm粒级的含量具有相关性，石粉含量越大，小于0.15mm粒级在机制砂的粒级分布中占的比例也越大；石粉和小于0.15mm粒级的含量与机制砂的细度模数也具有相关性，机制砂中石粉和小于0.15mm粒级含量越大，机制砂的细度模数越小。这些颗粒分布的相关性是由机制砂除石粉工艺决定的，当石粉含量越少时，说明在用水冲洗石粉时水流大，洗砂机转动快，冲洗比较厉害，导致了砂中的小颗粒流失严重，小于0.15mm粒级含量少，使成品机制砂的平均粒径偏粗，细度模数大。反之，小于0.15mm粒级含量多，成品机制砂的平均粒径细，因此细度模数小。
由表2可以看出，随着机制砂中石粉和小于0.15mm粒级含量增大，Ｃ30低强度等级机制砂混凝土拌和物和易性越好，由Ｂ1-Ｂ3的混凝土黏聚性差，泌水严重，逐渐到Ｂ7、Ｂ8的和易性表现优良，而且坍落度从开始的mm增大到mm，见图1和图2。
对于Ｃ30强度等级以下的低强度等级的混凝土，由于混凝土体系中胶凝材料用量少，而机制砂中的石粉恰恰可以弥补体系中胶凝材料少的缺点，使混凝土拌和物黏稠度增大，改善拌和物的黏聚性。混凝土中的小颗粒比表面积大，其表面可以吸附大量的自由水，来改善混凝土的保水性。机制砂中小颗粒与水泥、水混合形成细砂浆在混凝土拌和物中减小粗骨料之间的摩擦力起到润滑剂的作用，增大拌和物流动性。在低强度等级的贫浆混凝土中，其本身体系的粉体材料少，离析和泌水的风险大，因此小于0.15mm粒级的机制砂颗粒可以在大大增加混凝土体系的保水性的同时，对混凝土的流动性有一定的促进作用。
由表3可以看出：Ｃ60机制砂混凝土拌和物除了Ｌ1、Ｌ2中石粉和小于0.15mm粒级含量太少时会出现轻微的离析泌水现象，几乎不存在离析泌水现象，保水性良好。随着石粉含量和小于0.15mm粒级含量的增大，Ｃ60混凝土拌和物的坍落度逐渐减小。由于Ｃ60强度等级混凝土体系中胶凝材料用量大，体系本身的保水性、黏聚性、抗离析性好；大量的胶凝材料可以保持很多的水分，整个混凝土体系本身处于一种细颗粒相对适量的状态，若石粉和小于0.15mm颗粒增加太多，而吸附过多混凝土中
起流动作用的自由水，导致混凝土变得干稠，流动性
变差，Ｌ8流动性最小。
表4、表5给出Ｃ30、Ｃ60混凝土合理砂率与小于0.15mm颗粒含量的关系。实验室内首先测试同一种机制砂在不同的砂率下混凝土的和易性，确定合理砂率（最佳砂率），原则上砂率不超过48%，超过48%按照48%计。表中数据为试验后合理砂率的最后结果。
从表4可以看出：当石粉含量2%～3%，且小于0.15mm粒级含量小于10%，Ｃ30混凝土合理砂率达到47%～48%，混凝土拌和物有轻微的离析和泌水现象；当石粉含量大于5%且小于0.15mm粒级含量大于12%时，Ｃ30机制砂混凝土的砂率选用44%～45%就可以配制出和易性良好混凝土。
从表5可知，当石粉含量小于5%且小于0.15mm粒级含量小于10%，强度等级为Ｃ60混凝土的合理砂率为41%～42%；当石粉含量大于5%且小于0.15mm粒级含量大于12%时，Ｃ60机制砂混凝土的砂率选用38%～39%。由此可见，机制砂混凝土的合理砂率的选用，受机制砂中石粉和小于0.15mm粒级影响较大，石粉含量太低不易配制出和易性优良的混凝土。目前国内有关机制砂的标准，与河砂的标准基本相同，没有反映出机制砂本身的特点，特别是对低强度等级混凝土用机制砂的石粉含量限制过严，应给出范围值，而不是越少越好。
3结语
（1）石粉和小于0.15mm粒级含量对高、低强度等级混凝土拌和物和易性影响的规律不同。机制砂中的石粉和小于0.15mm粒级均可以改善高、低强度等级混凝土黏聚性和保水性能，但含量太高将影响高强度等级混凝土流动性。
（2）从合理砂率的试验中得出：当石粉含量太低时不易配制出和易性优良的混凝土。石粉含量和小于0.15mm粒级应有一定的含量，建议现行的机制砂标准中石粉含量给出范围值，而不是小于某一个限值，对0.15mm粒级有区别于河砂的修正。