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機制砂是由機械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質巖、風化巖的顆粒，用專門的制砂機生產，多數呈灰白色或黑色，一般含有10-15%左右的石粉(粒徑小于75um的巖石顆粒)，級配中大于2.36mm和小于0.15mm的顆粒偏多，細度模數普遍在3.0-3.7內，粒形多呈三角體或方矩體，表面粗糙。

關于機制砂的研究工作，國外時間較早，美、英、日等工業發達國家使用人工砂已有幾十年的歷史，將人工砂納入其國家標準的時間至少30年以上。如20世紀80年代日本的天然集料與人工集料的比例，大約為0.9:1，至20世紀90年代則降為0.5:1。

國內對機制砂混凝土的研究應用起于上世紀60年代，由于一些建設工程的環境條件所限，我國水電、建筑部門就開始用當地石材進行機制砂的生產工藝、技術性能、應用于混凝土和砂漿的研究，并開始在工程上使用。從70年代起，貴州省已在建筑上大規模使用機制山砂，并制定了地方標準。以后，云南、河南也相繼出臺了人工砂地方標準或使用規程。由于機制砂顆粒形狀粗糙尖銳、多棱角，并且機制砂顆粒內部微裂紋多、空隙率大、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。

在工作性方面，機制砂與天然河砂相比，由于顆粒表面粗糙、多棱角，且有一定數量的石粉，一般認為機制砂混凝土坍落度較小，且石灰石質石粉可很好地改善混凝土的泌水性和粘聚性，使得混凝土易于成型振搗。

在力學性能方面，強度是混凝土作為工程設計和質量控制的重要依據，是更受混凝土工作者關心的一個問題。

在同等條件下，用機制砂配制的混凝土比天然砂配制出的混凝土強度略高，在低強混凝土中表現更突出。有研究認為：由石灰石破碎而成的機制砂，其成分是碳酸鈣，處于高濃度氫氧化鈣中，其表面會發生微弱化學反應，天然砂成分中二氧化硅含量高，不能發生類似反應；且機制砂質地堅硬，有新鮮界面，表面能高；機制砂表面粗糙、棱角多，有助于提高界面的粘結。

混凝土的變形如同強度一樣，也是混凝土的一項重要的力學性能。混凝土工程在承受荷載后或在使用環境中，會產生復雜的變形，也往往會引起混凝土的開裂以至破壞。它包括彈性變形（彈性模量）、收縮變形。

混凝土的干縮性能直接影響混凝土的裂縫，進而影響混凝土的耐久性。與常規細骨料(石粉含量3%)相比，石粉含量(此文指粒徑小于0.16mm的細粉)為16%和12%的混凝土干縮率分別增大12.8%和4.8%，即石粉含量在12%以下時，干縮率增大緩慢，石粉含量大于12%時，干縮率迅速增大，并認為主要是由于小于0.075mm的石粉顆粒在混凝土拌和物中起到增加水泥漿含量的作用。

在耐久性方面，在配制C40混凝土時，提出采用50%的石屑替代50%河砂以提高混凝土的抗凍性，并得到較好的結果，其中采用石屑替代的經200次凍融循環后比未替代的強度少損失9.96，并認為主要是石粉在一定程度上改善了混凝土的毛細孔結構，提高了混凝土的抗凍融性。

由于在配制中低強度機制砂時很少摻用外摻材料和外加劑，故早期的機制砂混凝土研究多集中在石粉對中低強度機制砂混凝土工作性、力學性能、耐久性等性能等方面。

隨著混凝土工程與技術的發展，機制砂混凝土也逐步朝著高性能的方向展，并且取得了一定的成果。在機制砂中低強度混凝土中，由于其沒有摻加外摻材料，因而對機制砂混凝土的研究主要集中在石粉對混凝土性能的影響上。但對于高性能機制砂混凝土，由于配制時組份更加復雜，在普通混凝土的基礎上添加了外摻材料和外加劑等，而且其各組份對高性能機制砂混凝土在干縮、彈性模量、抗凍、徐變、收縮等性能等方面的影響規律均未見有詳細系統的研究。