細骨料是混凝土的主要組分，約占混凝土體積總量的 30％-40％，其性質的好壞將直接影響到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能。為了配制工作性符合要求的混凝土，表面粗糙、多角或者細長的顆粒與表面光滑、粒形渾圓的顆粒相比，需要更多的漿體，從而影響性能和成本。砂石質量是影響混凝土質量的關鍵。天然河砂顆粒形狀相對較好，一般不存在粒形問題。而機制砂則普遍存在不規則顆粒形狀—片狀顆粒的問題。季韜[3]指出由于針片狀顆粒較多且表面凹凸不平，機制砂具有較大的比表面積，隨著機制砂比表面積的增大，混凝土拌合物的坍落度減小。對于骨料粒形，Fletcher等介紹了一種基于計算機控制的骨料成像體系（AIMS）來描述骨料形狀。H．He研究了細骨料表征的不同試驗方法，認為不同種類砂的顆粒形狀尺寸等指標用圖像分析法、篩析法、激光衍射法等不同方法研究得到的特性表征是不一樣的。王稷良也指出常規測試機制砂粗糙度的試驗方法不能準確反映出機制砂的顆粒形貌特征。目前關于機制砂，相關標準沒有細骨料片狀顆粒的定義和指標要求，更沒有建立片狀顆粒含量的檢測方法，細骨料的顆粒形狀對預拌混凝土工作性、強度以及耐久性的影響還缺少系統研究。本文提出了片狀顆粒的定義和檢測方法，通過試驗研究了機制砂不同片狀顆粒含量對水泥膠砂和混凝土的影響。

1.原材料及試驗方法

本試驗采用金隅P.O 42.5水泥，需水量比和燒失量分別為98%和 3.2%的 Ⅱ級粉煤灰，比表面積和活性分別為453 m2/kg和89%的S95級礦粉。

采用細度模數為3.1的石灰巖機制砂和花崗巖機制砂，5-25mm連續級配石灰巖碎石，采用減水率33%的聚羧酸減水劑。

我們提出的片狀顆粒定義為：1.18mm以上的機制砂顆粒中最小一維尺寸小于該顆粒所對應粒徑范圍平均粒徑0.45倍的顆粒。機制砂規則顆粒和片狀顆粒如圖1所示；機制砂片狀顆粒含量根據我們依據定義開發的條形孔篩（如圖2所示）試驗所得。篩子共3種型號，條形篩孔寬分別為為0.8mm、1.6mm和3.2mm，分別檢測1.18-2.36mm 、2.36-4.75mm、4.75-9. 50mm三個粒徑范圍的片狀砂。

檢測步驟：取500g烘干或風干砂，篩除1.18mm以下砂樣，將剩下的砂進行篩分，然后將1.18-2.36mm 、2.36-4.75mm、4.75-9. 50mm三個粒徑區的砂分別放到條形孔寬為0.8mm、1.6mm和3.2mm的篩子中進行篩分，稱取各篩篩下顆粒質量，并相加得到篩下顆粒總質量G。G除以砂樣總質量500g所得百分比即為機制砂中片狀顆粒含量。

選擇含片狀顆粒10%、20%、30%的機制砂做膠砂試驗。試驗各原材料用來如表1所示，混凝土配合比.

2.試驗結果與討論

機制砂片狀顆粒含量對水泥膠砂性能的影響

對于花崗巖機制砂，不含片狀顆粒的機制砂膠砂流動度為165mm，當片狀顆粒含量分別為10%、20%、30%時，砂漿流動度分別下降了6.7%、10.9%、13.9%。對于石灰巖巖機制砂，不含片狀顆粒的機制砂膠砂流動度為185mm，當片狀顆粒含量為10%、20%、30%時，砂漿流動度分別下降了8.6%、16.2%、20%。對于兩種機制砂，當片狀顆粒含量為20%，砂漿流動度降低10%以上。

不同含量片狀砂膠砂強度如表4所示。由這些數據可以看出，當片狀顆粒含量不大于10%時，對膠砂的抗折、抗壓強度影響不太大，但含量在20%以上時，對膠砂的抗折、抗壓強度影響較大，下降10%左右。所以對于膠砂來說，片狀顆粒的含量不應超過10%。

機制砂片狀顆粒含量對混凝土性能的影響

對于C30混凝土，初始坍落度200mm，當片狀顆粒含量分別為20%、30%時，坍落度分別下降5%、10%。對于C50混凝土，初始坍落度220mm，當片狀顆粒含量為20%、30%時，坍落度分別下降7.3%、9.1%。由此可見，要保證良好的流動性，片狀顆粒不應超過20%。

2.片狀顆粒對混凝土強度的影響

機制砂不同片狀顆粒含量混凝土28d抗壓強度，由圖可以看出，隨著片狀顆粒含量的增加，混凝土立方抗壓強度下降。對于C30和C50混凝土，當片狀顆粒含量超過30%時，混凝土立方抗壓強度下降10%以上。

片狀顆粒含量對高強混凝土抗折強度影響略高于低強度混凝土。分析原因，隨著混凝土強度等級的提高，骨料的品質越來越顯得重要。配制高強度混凝土時，更因控制機制砂片狀顆粒含量。

3.機制砂片狀顆粒含量對混凝土氯離子擴散系數的影響

對于C30混凝土，當片狀顆粒含量為20%時，兩種砂氯離子擴散系數增加20%以上；對于C50石灰巖砂混凝土，當片狀顆粒含量為30%時，氯離子擴散系數增加50%以上。可說明片狀砂含量對混凝土滲透性的影響是明顯的；片狀砂含量對高強混凝土的滲透性影響也大于對低強混凝土的影響，從片狀砂粒形及骨料強度方面綜合分析原因：強度越高，水膠比越低，混凝土內部結構越密實，片狀砂發揮的影響越大，即機制砂片狀顆粒含量高，孔隙率高于正常粒形顆粒，故在硬化混凝土結構中，同樣骨料用量條件下，含片狀顆粒高的混凝土內部孔隙率越大，擴散系數增大證明了這一點分析。所以考慮混凝土耐久性時，混凝土應該控制機制砂片狀顆粒含量。

3.結論

（1）提出機制砂片狀顆粒的定義，制定了條形孔篩片狀顆粒檢測方法。

（2）隨著機制砂片狀砂含量的增加，水泥膠砂流動度和強度隨之下降。當片狀顆粒含量為20%時，水泥膠砂流動度和強度下降10%以上。

（3）隨著機制砂片狀砂含量的增加，混凝土強度和抗滲性隨之下降。當片狀顆粒含量為30%時，混凝土強度下降10%以上，氯離子擴散系數增加20%以上。

（4）對于水泥膠砂用機制砂，片狀顆粒含量不宜超過10%。對混凝土用機制砂，片狀顆粒含量不宜超過15%。

（5）機制砂片狀顆粒含量對高強度混凝土影響要高于低強度混凝土。