目前，砂主要分为天然砂和机制砂。近年来随着天然砂资源的过度开采和社会对生态环境的重视，天然砂逐渐被机制砂替代。然而，机制砂通常具有粒型较差、石粉含量高、颗粒级配不连续等缺点，因此利用机制砂配制的混凝土容易产生泌水、离析等不良现象，进而影响混凝土的力学性能及耐久性。因此，可以通过设计混凝土中的粗骨料级配，使粗骨料与机制砂实现颗粒的连续级配，提高机制砂混凝土的工作性及力学性能，进而推广机制砂混凝土的实际工程应用。

1粗骨料的空隙率

在连续级配颗粒中，粒径相对较大的颗粒首先占据一定的体积空间，粒径相对较小的颗粒填充于大骨料之间的空隙中。良好的骨料级配具有较低的空隙率，可以降低混凝土中水泥的用量，提高混凝土的体积稳定性。

2机制砂混凝土的工作性

机制砂颗粒通常表面粗糙、棱角多，且级配不良，在配制混凝土时，导致用水量相对较大，容易出现离析现象，因此机制砂混凝土的工作性通常较差。

粗骨料级配对机制砂混凝土的坍落度及扩展度具有显著的影响，粗骨料空隙率与机制砂混凝土的坍落度及流动度具有显著的线性关系，说明粗骨料的紧密堆积能改善混凝土的工作性。这主要是由于混凝土粗骨料提供骨架作用，浆体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浆体提供，粗骨料实现紧密堆积，可以减小填充空隙的浆体用量，包裹在骨料表面的浆体增多，因此骨料间滑动摩擦力降低，颗粒间相对容易滑动，工作性得到改善。

3机制砂混凝土的抗压强度

混凝土是一种由硬化水泥石和骨料组成的两相复合材料，骨料约占混凝土体积的60%～70%。在混凝土中，粗骨料主要提供了骨架作用，其紧密堆积程度显著影响混凝土的力学性能。

水泥早期水化时，硬化浆体数量较少，不能有效地填充混凝土的空隙，此时抗压强度是由骨料提供；水泥水化后期，水化速率降低，硬化浆体结构稳定形成，混凝土的抗压强度主要受骨料和硬化浆体两个因素影响，水化产物逐渐填充空隙中，进一步提高了骨料的紧密堆积程度，因此抗压强度得到显著提高。

4结语

（1）优化粗骨料级配，可以降低骨料堆积的空隙率，改善机制砂混凝土的坍落度及扩展度。当粗骨料堆积的空隙率最低时，机制砂混凝土坍落度可达200mm、扩展度可达410mm。

（2）降低粗骨料的空隙率，可以提高混凝土的抗压强度。当粗骨料空隙率最小时，机制砂混凝土抗压强度最。

文章来源：中国混凝土网