機制砂顆粒多棱角，針片狀顆粒含量較高，石粉含量高，達到同工作性能要求，機制砂混凝土需要更多的水和漿體，因而混凝土配合比和性能與天然砂混凝土存在較大的區別。水膠比和砂率對機制砂混凝土性能是如何影響的呢?

　　1、對工作性能和力學性能的影響

　　砂率對混凝土工作性能的影響是基于砂漿對粗骨料的包裹性，由于機制砂顆粒多棱角，流動性較差，為達到與天然砂混凝土相近的工作性能，機制砂混凝土需要更多砂漿，也就需要提高砂率，但會導致細集料總比表面積增加，需要更多水泥漿體去包裹機制砂，如果沒有足夠的漿體，提高機制砂混凝土的砂率反而會使混凝土的工作性能下降，對于機制砂混凝土，提高砂率是有效的改善混凝土和易性的手段，即使在水膠比較小時，通過優選砂率可以獲得工作性能優良的拌和物。

　　上圖總結了砂率和水膠比對混凝土28d抗壓強度的影響規律。機制砂混凝土的28d強度明顯高于設計強度，而且即使提高水膠比，混凝土的強度仍然保持在較高水平，說明棱角狀顆粒會提高強度。另外粗糙的顆粒表面可以提高顆粒與漿體之間的黏結，從而提高強度。

　　另外，隨砂率變化，28d抗壓強度值呈現出不規律的變化狀態，特別是從平均值的變化曲線可以看出，平均值趨于平緩。但是如果拌和物的工作性能太差，則可能導致混凝土強度偏低。

　　2、對耐久性的影響

　　干縮是引起水泥混凝土開裂的主要原因之一，直接影響混凝土耐久性。從上表來看，水泥膠砂干縮值隨水膠比減小而降低。在低水膠比條件下，水泥基材料水化形成的孔隙以封閉孔為主，在干燥環境中很難使得內部孔隙失水，所以水膠比減小時，材料的收縮也會降低。

　　另一方面，在使用機制砂替代天然砂后，在水膠比相近情況下，試件的收縮率明顯降低，即使在水膠比大幅提高，機制砂砂漿的收縮值仍處在和天然砂同樣的水平，這樣的結果說明機制砂對降低水泥基材料的收縮是有利的。

　　機制砂中的石粉可以提高集料的堆積密度，在水泥水化過程中阻止毛細孔道的形成，使自由水蒸發通道減少，從而使砂漿收縮量變小，提高混凝土體積穩定性。

　　機制砂中石粉含量太少，不能有效填充空隙;石粉含量過多，會導致混凝土中漿料過多，包裹骨料的漿體變厚，降低了骨料間的嵌鎖效應，不能形成穩定骨架，而且石粉是惰性材料，不參與水泥水化反應，過多的石粉也會使骨料間的黏結力減弱，導致收縮的加劇。

　　混凝土長期抗氯離子滲透性能的試驗結果如下所示

　　對于中低強度混凝土C30和C40，當水膠比相近時，機制砂混凝土具有更好的抗滲性能，但是過多的提高水膠比會導致機制砂混凝土的水膠比下降。

　　對于高強混凝土，機制砂混凝土的抗滲性能略低于天然砂混凝土，但增幅不大。一般對于C50混凝土，氯離子擴散系數控制在范圍，因此即使機制砂混凝土提高水膠比后仍能滿足耐久性要求，但在高強混凝土中，為了改善混凝土和易性而提高水膠比應慎重。

　　混凝土配合比設計參數調整規律可總結為：

　　提高砂率是改善機制砂混凝土和易性的有效措施，C30，C40和C50的最優砂率分別為46%，44%～46%和42%～44%，相對于天然砂混凝土分別提高了3%，4%～6%和5%～7%;

　　對于C30和C40混凝土，機制砂混凝土的水膠比可提高0.05左右，能夠改善混凝土的工作性能，并對力學性能和耐久性沒有太大影響，但對于C50以上的高強混凝土，應避免提高水膠比，宜通過采用最佳砂率改善混凝土工作性能。