随着我国建筑业的快速发展，对混凝土的需求量日益增加。然而，天然砂石资源的过度开采和短缺，使得混凝土制备中砂石材料的供应面临严峻挑战。为了解决这一难题，机制砂作为一种新型砂石材料，逐渐被广泛应用于混凝土制备中。本文将探讨研究机制砂在混凝土制备中如何保障强度与耐久性的机制。
一、机制砂的特性
机制砂是指通过机械加工方式从硬质岩石中破碎、筛分得到的细颗粒砂。与天然砂相比，机制砂具有以下特性：
1. 粒径分布均匀：机制砂的粒径分布相对集中，有利于提高混凝土的密实度。
2. 矿物成分丰富：机制砂中富含多种矿物成分，有利于改善混凝土的性能。
3. 抗压强度高：机制砂的抗压强度普遍高于天然砂，有利于提高混凝土的强度。
4. 破碎度高：机制砂的破碎度高，有利于提高混凝土的耐久性。
二、机制砂对混凝土强度的影响
1. 砂率对混凝土强度的影响：砂率是影响混凝土强度的重要因素之一。当机制砂替代部分天然砂时，适当调整砂率可以保证混凝土的强度。
2. 粒径对混凝土强度的影响：机制砂的粒径对混凝土强度有显著影响。通常情况下，细粒机制砂有利于提高混凝土的强度。
3. 矿物成分对混凝土强度的影响：机制砂中富含的矿物成分可以改善混凝土的微观结构，从而提高混凝土的强度。
三、机制砂对混凝土耐久性的影响
1. 抗渗性能：机制砂的破碎度高，有利于提高混凝土的抗渗性能。此外，机制砂中富含的矿物成分可以降低混凝土的渗透性。
2. 抗冻性能：机制砂的强度高，有利于提高混凝土的抗冻性能。同时，机制砂中富含的矿物成分可以降低混凝土的冰冻破坏。
3. 抗碳化性能：机制砂的粒径分布均匀，有利于提高混凝土的抗碳化性能。此外，机制砂中富含的矿物成分可以降低混凝土的碳化速度。
四、研究方法与结论
1. 研究方法：本研究采用对比试验方法，将机制砂与天然砂分别应用于混凝土制备，通过测定混凝土的强度、抗渗、抗冻、抗碳化等性能，分析机制砂对混凝土性能的影响。
2. 结论：通过试验研究，发现机制砂在混凝土制备中具有良好的性能。适当调整砂率、粒径和矿物成分，可以有效提高混凝土的强度与耐久性。
总之，机制砂作为一种新型砂石材料，在混凝土制备中具有广泛的应用前景。通过深入研究机制砂对混凝土性能的影响，可以为混凝土制备提供理论依据，推动我国建筑业的可持续发展。