严重风化类

 

岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、酥松及矿物成分次生变化的现象，称为“风化”，一般有物理风化、化学风化、生物风化三类。这里指强风化后的硬质岩石生产的机制砂，这种砂坚固性差、需水量大、与水泥浆体的粘结性差，生产的混凝土各项性能指标差。

 

粘土矿物类

 

组成粘土岩和土壤的主要矿物，是一些含铝、镁等为主的硅酸盐矿物，一般具有层状结构，具有吸水性和离子交换性。对机制砂危害较大的几类粘土矿物主要有：蒙脱石、斑脱石、高岭石等。

 

1. 蒙脱石

 

由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，也称胶岭石、微晶高岭石，由火山凝结岩等火成岩在碱性环境中风化蚀变而成，是膨润土的主要组成部分，白色，有时微带红色或绿色。吸水性很强，吸水后体积膨胀几倍至十几倍，具有很强的吸附性和阳离子交换性能。

 

2. 斑脱石

 

别名膨润土、膨土岩。一种以蒙脱石为主要成分的细粒粘土，含少量长石、石英、贝得石、方解石及火山碎屑粉。具有强吸水性，吸水后体积膨胀10～30倍。

 

3. 高岭石

 

一种含羟基的硅酸铝矿物，以极微小的微晶或隐晶存在的致密块状。高岭石是长石和云母等铝硅酸盐的低温热液蚀变和次生风化的产物，常见于岩浆岩和变质岩的风化壳中，具极完全解理，干燥时具吸水性，但不膨胀。

 

含有害杂质类

 

包括有机物、页岩、石膏、氧化铁、煤、轻物质颗粒、软弱颗粒、云母、硫化物及硫酸盐、氯离子等，这类杂质对混凝土强度和耐久性极其不利。如有机物大多是植物腐烂的产物，能使混凝土早期强度大幅度降低；页岩抗风化能力弱，最经不起冻融循环破坏；骨料中的石膏有潜在硫酸盐侵蚀及TSA侵蚀；氧化铁杂质若露在混凝土表面会留下难看的色斑；煤质颗粒的吸附性大、没有强度，溶蚀后会留下孔洞；轻物质颗粒包括植物根茎、植物纤维等，若存在于混凝土表面会留下孔洞色斑；软弱颗粒会导致混凝土破碎，强度、耐久性和耐磨性下降，还可能在搅拌中破碎，增加用水量。

 

含活性物质类

 

钢渣骨料中的游离氧化钙、游离氧化镁；废弃石灰场的废渣中的过烧石灰颗粒；黄铁矿和磁黄铁矿（硫化亚铁）、碱活性骨料等，这些活性成分会在混凝土硬化后发生化学反应，反应生成物体积膨胀对混凝土造成破坏。

 

含泥量超标类

 

母岩生成带覆盖土过厚、夹层土丰富，岩石不成整块，分散在土壤中，采矿就像土中选石，这样的岩层最适合做水稳层，即使采用湿法（水洗）生产，机制砂含泥量、泥块含量一样超标。泥及泥块能降低混凝土和易性，对混凝土的抗压、抗裂、抗折、抗渗、抗冻、弹性模量、收缩等都有影响，混凝土强度越高影响越大，泥块溶蚀后会在硬化混凝土表面留下鳞状孔洞影响耐久性，搅拌过程中泥块破碎会增加用水量。

 

不规则粒型类

 

破碎工艺和设备选型不合理。一般小型矿山简单采用粗破和细破两级破碎工艺，没有设计整形工序，如鄂破＋圆锥破，这个二级破碎工艺组合对多数岩石种类生产的砂石产品不规则颗粒多。精品机制砂生产一般至少采用粗破＋细破＋超细破（整形）三级破碎工艺，加多级筛分工艺。破碎工艺和设备的组合形式应根据岩石的特性、解理、强度、硬度等来选配。

 

级配断档类

 

砂中的颗粒粒径分布不均匀、不连续，呈“两头多、中间少”状态，如石屑、某些筛分不彻底的天然砂、不经过破碎筛分加工的山砂，以及湿法生产水洗过程中将0.315mm以下颗粒冲洗掉了，只留下0.315以上部分的机制砂等，这种级配断档型砂配制的混凝土和易性不好，容易离析，且通常砂率会很高，必须加入部分特细砂或调整掺合料粉料用量以弥补砂中的细颗粒断档空隙。

 

母岩放射性超标类

 

造成劣质机制砂的关键原因是母岩质量差，其次是加工工艺、加工设备不合理、以及监管制度和检验控制手段缺失等。为生产高品质机制砂，保证混凝土质量，应高度重视母岩质量，在设立矿权、投资矿山建设、采购砂石材料之前，须对母岩质量进行全面的分析检验，并须进行混凝土试配试验。