机制砂颗粒多棱角，针片状颗粒含量较高，石粉含量高，达到同工作性能要求，机制砂混凝土需要更多的水和浆体，因而混凝土配合比和性能与天然砂混凝土存在较大的区别。水胶比和砂率对机制砂混凝土性能是如何影响的呢?

　　1、对工作性能和力学性能的影响

　　砂率对混凝土工作性能的影响是基于砂浆对粗骨料的包裹性，由于机制砂颗粒多棱角，流动性较差，为达到与天然砂混凝土相近的工作性能，机制砂混凝土需要更多砂浆，也就需要提高砂率，但会导致细集料总比表面积增加，需要更多水泥浆体去包裹机制砂，如果没有足够的浆体，提高机制砂混凝土的砂率反而会使混凝土的工作性能下降，对于机制砂混凝土，提高砂率是有效的改善混凝土和易性的手段，即使在水胶比较小时，通过优选砂率可以获得工作性能优良的拌和物。

　　上图总结了砂率和水胶比对混凝土28d抗压强度的影响规律。机制砂混凝土的28d强度明显高于设计强度，而且即使提高水胶比，混凝土的强度仍然保持在较高水平，说明棱角状颗粒会提高强度。另外粗糙的颗粒表面可以提高颗粒与浆体之间的黏结，从而提高强度。

　　另外，随砂率变化，28d抗压强度值呈现出不规律的变化状态，特别是从平均值的变化曲线可以看出，平均值趋于平缓。但是如果拌和物的工作性能太差，则可能导致混凝土强度偏低。

　　2、对耐久性的影响

　　干缩是引起水泥混凝土开裂的主要原因之一，直接影响混凝土耐久性。从上表来看，水泥胶砂干缩值随水胶比减小而降低。在低水胶比条件下，水泥基材料水化形成的孔隙以封闭孔为主，在干燥环境中很难使得内部孔隙失水，所以水胶比减小时，材料的收缩也会降低。

　　另一方面，在使用机制砂替代天然砂后，在水胶比相近情况下，试件的收缩率明显降低，即使在水胶比大幅提高，机制砂砂浆的收缩值仍处在和天然砂同样的水平，这样的结果说明机制砂对降低水泥基材料的收缩是有利的。

　　机制砂中的石粉可以提高集料的堆积密度，在水泥水化过程中阻止毛细孔道的形成，使自由水蒸发通道减少，从而使砂浆收缩量变小，提高混凝土体积稳定性。

　　机制砂中石粉含量太少，不能有效填充空隙;石粉含量过多，会导致混凝土中浆料过多，包裹骨料的浆体变厚，降低了骨料间的嵌锁效应，不能形成稳定骨架，而且石粉是惰性材料，不参与水泥水化反应，过多的石粉也会使骨料间的黏结力减弱，导致收缩的加剧。

　　混凝土长期抗氯离子渗透性能的试验结果如下所示

　　对于中低强度混凝土C30和C40，当水胶比相近时，机制砂混凝土具有更好的抗渗性能，但是过多的提高水胶比会导致机制砂混凝土的水胶比下降。

　　对于高强混凝土，机制砂混凝土的抗渗性能略低于天然砂混凝土，但增幅不大。一般对于C50混凝土，氯离子扩散系数控制在范围，因此即使机制砂混凝土提高水胶比后仍能满足耐久性要求，但在高强混凝土中，为了改善混凝土和易性而提高水胶比应慎重。

　　混凝土配合比设计参数调整规律可总结为：

　　提高砂率是改善机制砂混凝土和易性的有效措施，C30，C40和C50的最优砂率分别为46%，44%～46%和42%～44%，相对于天然砂混凝土分别提高了3%，4%～6%和5%～7%;

　　对于C30和C40混凝土，机制砂混凝土的水胶比可提高0.05左右，能够改善混凝土的工作性能，并对力学性能和耐久性没有太大影响，但对于C50以上的高强混凝土，应避免提高水胶比，宜通过采用最佳砂率改善混凝土工作性能。