机制砂作为一种新型的混凝土骨料，其在提升混凝土性能方面的关键作用原理主要体现在以下几个方面：
一、提高混凝土的强度和耐久性
1. 机制砂的粒形和级配
机制砂的粒形和级配对其在混凝土中的作用有着重要影响。相较于天然砂，机制砂的粒形更加规则，粒径分布更加均匀，有利于提高混凝土的密实度。在混凝土拌合过程中，机制砂可以更好地填充骨料之间的空隙，从而提高混凝土的密实度和强度。
2. 机制砂的化学成分
机制砂的化学成分对其在混凝土中的作用也有着重要影响。与天然砂相比，机制砂中的活性成分含量较高，可以与水泥中的氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙等物质，从而提高混凝土的强度和耐久性。
二、改善混凝土的工作性能
1. 提高混凝土的流动性
机制砂的粒径和级配可以更好地满足混凝土拌合的要求，提高混凝土的流动性。在混凝土拌合过程中，机制砂可以更好地填充骨料之间的空隙，减少混凝土的粘聚性和保水性，从而提高混凝土的流动性。
2. 降低混凝土的粘聚性
机制砂的粒形和级配有利于降低混凝土的粘聚性，使混凝土在施工过程中更加易于泵送和浇筑。此外，机制砂中的活性成分还可以与水泥中的氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙等物质，进一步降低混凝土的粘聚性。
三、降低混凝土的成本
1. 节约天然砂资源
随着我国经济的快速发展，天然砂资源日益匮乏。机制砂的推广应用可以有效缓解天然砂资源短缺的问题，降低混凝土的成本。
2. 降低混凝土的生产成本
相较于天然砂，机制砂的生产成本较低。在混凝土生产过程中，使用机制砂可以降低生产成本，提高混凝土的性价比。
四、环保效益
1. 减少环境污染
机制砂的生产过程中，可以充分利用工业废弃物、废石等资源，减少对环境的污染。同时，机制砂的生产过程相比天然砂的开采更加环保。
2. 节约水资源
机制砂的生产过程中，可以采用节水技术，降低水资源的消耗。在混凝土生产过程中，使用机制砂可以降低水资源的消耗，提高水资源的利用率。
综上所述，机制砂在提升混凝土性能方面的关键作用原理主要体现在提高混凝土的强度和耐久性、改善混凝土的工作性能、降低混凝土的成本以及环保效益等方面。随着我国混凝土行业的不断发展，机制砂在混凝土中的应用将越来越广泛，为我国建筑事业的发展提供有力支持。