阅读说明：本技术 用机制砂替代天然砂制备中国iso标准砂的方法及产品 (Method for preparing China ISO standard sand by using machine-made sand instead of natural sand and product ) 是由 王昕� 杜勇 张金山 郑旭 宋立春 刘潭 郭俊萍 刘晨 肖忠明 于 2020-03-26 设计创作，主要内容包括：本发明是关于用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法及产品,该方法包括：将机制砂原料进行第一处理,控制湿含量＜0.05％,石粉含量＜0.03％,得到1.0mm～2.0mm粒级的机制粗砂；和/或,将机制砂原料进行第二处理,控制湿含量＜0.05％,石粉含量＜0.03％,得到0.5mm～1.0mm粒级的机制中砂；和/或,将机制砂原料进行第三处理,控制湿含量＜0.05％,石粉含量＜0.03％,得到0.08mm～0.5mm粒级的机制细砂；将所述1.0mm～2.0mm粒级的机制粗砂、0.5mm～1.0mm粒级的机制中砂和0.08mm～0.5mm粒级的机制细砂一种或多种分别替代相应粒级的天然石英砂,得到中国ISO标准砂。通过对机制砂化学成分、颗粒分布、颗粒形貌等技术参数特定控制,以实现用制砂替代天然砂生产中国ISO标准砂,用于水泥胶砂强度检验。(The invention relates to a method for preparing China ISO standard sand by using machine-made sand to replace natural sand and a product, wherein the method comprises the following steps: performing first treatment on a machine-made sand raw material, controlling the moisture content to be less than 0.05 percent and the stone powder content to be less than 0.03 percent, and obtaining machine-made coarse sand with the grain size of 1.0-2.0 mm; and/or performing second treatment on the machine-made sand raw material, controlling the moisture content to be less than 0.05 percent and the stone powder content to be less than 0.03 percent, and obtaining the machine-made sand with the grain size of 0.5-1.0 mm; and/or performing third treatment on the machine-made sand raw material, controlling the moisture content to be less than 0.05 percent and the stone powder content to be less than 0.03 percent, and obtaining machine-made fine sand with the grain size of 0.08-0.5 mm; and respectively replacing one or more of the machine-made coarse sand with the size fraction of 1.0-2.0 mm, the machine-made medium sand with the size fraction of 0.5-1.0 mm and the machine-made fine sand with the size fraction of 0.08-0.5 mm with the natural quartz sand with the corresponding size fraction to obtain the Chinese ISO standard sand. The technical parameters such as chemical composition, particle distribution, particle morphology and the like of the machine-made sand are specifically controlled to realize that the manufactured sand replaces natural sand to produce the Chinese ISO standard sand for the strength test of cement mortar.)

用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法及产品

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法及产品。

背景技术

我国是世界水泥生产大国，水泥年产量约占世界水泥总产量60％左右。水泥强度检测是评价水泥产品质量的重要依据，标准砂是水泥产品质量检测中不可缺少的标准样品，直接关系着水泥强度检验结果的准确性和可靠性，是科学评价水泥产品质量关键。

为确保标准砂产品质量稳定，世界各国均采用天然石英砂生产制备ISO标准砂。我国水泥强度检验用标准砂遵从GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)标准规范，以高纯度天然石英砂生产制备。然而，随着近年我国环境自然资源保护意识的增强，天然石英砂的开采与长期稳定供应采面临着严竣挑战。

目前，虽然机制砂替代天然石英砂在混凝土行业中的研究与应用已较为成熟，但是由于水泥强度检验用标准砂的品质要求更为严格，水泥强度检测的精确性和稳定性要求较高，用机制砂制备的标准砂很难达到水泥强度检验的要求，因而在水泥工业中的研究与应用相对较少。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法及产品，所要解决的技术问题是用机制砂制备的标准砂很难达到水泥强度检验的要求。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，其包括：将机制砂原料进行第一处理，使>2.0mm粒级含量≤1.0％，>1.6mm粒级含量为(21±4)％，>1.0mm粒级含量≥94％，并控制湿含量＜0.05％，石粉含量＜0.03％，得到1.0mm～2.0mm粒级的机制粗砂；和/或，

将机制砂原料进行第二处理，使>1.0mm粒级含量≤5％，>0.5mm粒级含量≤5％，并控制湿含量＜0.05％，石粉含量＜0.03％，得到0.5mm～1.0mm粒级的机制中砂；和/或，

将机制砂原料进行第三处理，使>0.5mm粒级含量≤5％，>0.16mm粒级含量(61±3)％，>0.08mm粒级含量≥98％，并控制湿含量＜0.05％，石粉含量＜0.03％，得到0.08mm～0.5mm粒级的机制细砂；

将所述1.0mm～2.0mm粒级的机制粗砂、0.5mm～1.0mm粒级的机制中砂和0.08mm～0.5mm粒级的机制细砂一种或多种分别替代相应粒级的天然石英砂，得到中国ISO标准砂。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，其中所述第一处理包括破碎、筛分、颗粒形貌改良、水洗和烘干；

所述第二处理包括破碎、筛分、颗粒形貌改良、水洗和烘干；

所述第三处理包括破碎、筛分、颗粒形貌改良、水洗和烘干。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，其中所述破碎包括：粗破碎和细破碎。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，其中所述颗粒形貌改良包括冲击破碎、球磨和强制搅拌，将颗粒圆形系数控制在0.58～0.69，并将颗粒休止角控制在31.5°～37.5°。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，其中所述机制砂原料为石英岩、花岗岩或长石。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种用机制砂替代天然砂制备的中国ISO标准砂，所述机制砂的粒度分布如下：

>2.0mm粒级的含量为0％，

>1.6mm粒级的含量为(7±5)％，

>1.0mm粒级的含量为(33±5)％，

>0.5mm粒级的含量为(67±5)％，

>0.16mm粒级的含量为(97±5)％，

>0.08mm粒级的含量为(99±1)％，

其中，所述机制砂的颗粒圆形系数为0.58～0.69，颗粒休止角为31.5°～37.5°。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备的中国ISO标准砂，其中所述机制砂的湿含量＜0.05％。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备的中国ISO标准砂，其中所述机制砂的石粉含量＜0.03％。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备的中国ISO标准砂，所述机制砂原料为石英岩、花岗岩或长石。

优选的，前述的用机制砂替代天然砂制备的中国ISO标准砂，其用于水泥强度检验。

借由上述技术方案，本发明提出的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法及产品至少具有下列优点：

1、本发明提出的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，通过对加工制备的机制砂的化学成分、颗粒分布、颗粒形貌等技术参数特定控制，以实现用机制砂替代天然砂生产中国ISO标准砂，用于水泥胶砂强度检验。

2、本发明用机制砂替代相应粒级天然砂制得的中国ISO标准砂用于水泥胶砂强度检验时，不同品种水泥的标准砂28天强度D值均小于2.5(最低为0.4)，且检测结果准确性与和再现性好；且水泥胶砂流动度差异小于10mm，与ISO标准砂性能基本一致，符合GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)的规定。

3、本发明具有方法简便、成本低廉、性能可靠的优点，用机制砂替代天然砂在制备ISO标准砂中的成功应用，为我国ISO标准砂稳定生产提供一条新途径，为我国水泥强度检测方法的顺利实施与水泥产品质量科学评价提供技术保障，对我国水泥工业健康可持续发展发挥重要的积极作用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1是本发明机制砂中石粉含量对28天强度D值影响关系图；

图2是本发明机制砂中石粉含量对水泥胶砂流动度影响关系图；

图3是本发明机制粗砂的休止角与水泥胶砂流动度变化关系图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法及产品的实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

本发明实施例提出了一种用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，其包括：

S1、将机制砂原料进行第一处理，使>2.0mm粒级含量≤1.0％，>1.6mm粒级含量为(21±4)％，>1.0mm粒级含量≥94％，并控制湿含量＜0.05％，石粉含量＜0.03％，得到1.0mm～2.0mm粒级的机制粗砂；和/或，

S2、将机制砂原料进行第二处理，使>1.0mm粒级含量≤5％，>0.5mm粒级含量≤5％，并控制湿含量＜0.05％，石粉含量＜0.03％，得到0.5mm～1.0mm粒级的机制中砂；和/或，

S3、将机制砂原料进行第三处理，使>0.5mm粒级含量≤5％，>0.16mm粒级含量(61±3)％，>0.08mm粒级含量≥98％，并控制湿含量＜0.05％，石粉含量＜0.03％，得到0.08mm～0.5mm粒级的机制细砂；

S4、将所述1.0mm～2.0mm粒级的机制粗砂、0.5mm～1.0mm粒级的机制中砂和0.08mm～0.5mm粒级的机制细砂一种或多种分别替代相应粒级的天然石英砂，得到中国ISO标准砂。

在本发明实施例中，控制机制砂中湿含量＜0.05％，石粉含量＜0.03％的原因在于：(1)湿含量对标准砂计量准确性有较大影响。湿含量＜0.05％，是为了与目前标准砂日常生产质量控制一致，减小没必要的试验误差；(2)石粉含量是机制砂品质主要影响因素，对水泥胶砂强度发展和砂浆流变性有重要影响。石粉含量较大，水泥砂浆需水量增大，流变性。如图1所示，机制砂中石粉含量由0.02％增至水0.20％时，水泥胶砂流性明显变差，流动度增降低10mm以上；同时，水泥28天强度也出现不同程度变化，D值会从1.7增至3.0(超过标准中有关要求，即D≤2.5)。因而，需对机制砂石粉含量进行严格控制，且以＜0.03％为宜。

需要重点说明的是，本申请中，制备机制粗砂、机制中砂和机制细砂的步骤并没有严格的顺序限制，而且在使用时，按照需要制备机制粗砂、机制中砂和机制细砂中的一种或多种，用于分别替代相应粒级的天然石英砂，得到中国ISO标准砂。在用机制砂替代相应粒级的天然石英砂时，也是根据需要替代，用机制粗砂替代天然石英砂粗砂，或用机制中砂替代天然石英砂中砂，或用机制细砂替代天然石英砂细砂，或用任意两种替代相应粒级的天然石英砂，或三种同时分别替代相应粒级的天然石英砂，都根据实际需要来确定。

作为优选实施方案，所述第一处理包括破碎、筛分、颗粒形貌改良、水洗和烘干；

所述第二处理包括破碎、筛分、颗粒形貌改良、水洗和烘干；

所述第三处理包括破碎、筛分、颗粒形貌改良、水洗和烘干。

需要说明的是，虽然第一处理、第二处理和第三处理均采用相同的处理方法，但是具体的处理过程是不同的，制备不同粒级的机制砂，需要不同的具体参数，如破碎程度，筛分目数等。

虽然第一处理、第二处理和第三处理均采用本领域常用的技术手段，但是通过对加工制备的机制砂的化学成分、颗粒分布、颗粒形貌等技术参数特定控制，是实现机制砂替代天然砂生产中国ISO标准砂的关键，并将其用于水泥胶砂强度检验。经实验验证，按本项技术制备的机制石英砂替代ISO标准砂中相应粒级天然砂后，不同品种水泥的标准砂28天强度D值均小于2.5(最低仅为0.4)；且水泥胶砂流动度差异小于10mm，与ISO标准砂性能基本一致，符合GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)的规定。

作为优选实施方案，所述破碎包括：粗破碎和细破碎。

粗破碎和细破碎也采用本领域常用的技术手段。

作为优选实施方案，所述颗粒形貌改良包括冲击破碎、球磨和强制搅拌，将颗粒圆形系数控制在0.58～0.69，并将颗粒休止角控制在31.5°～37.5°。

天然砂是在自然条件下形成，颗粒表面光滑、棱角少，因而天然标准砂只需经过水洗、筛分、烘干即可制备而成，在日常生产只需控制其颗粒级配、杂质含量、湿含量等即可。与天然砂不同的是，机制砂是将原料经人工破碎、水洗、筛分等而成，颗粒表面较粗糙,颗粒形态尖锐、多棱角，且颗粒内部有可能存在微裂，对天然砂性能存在一定差异。因此，为确保机制砂性能与天然标准砂相近，需对其颗粒形态进行严格控制，并用颗粒圆形系数和休止角予以表征。

随颗粒圆形系数增大，水泥胶砂流变性和水泥强度发展均有所改善。机制砂的颗粒形貌改善，即颗粒棱角减少且边缘圆滑，其与天然标准砂性能越接近，本发明实施例控制颗粒圆形系数不大于0.69。这主要是由于天然砂表面光滑、颗粒棱角少，但并非是圆形颗粒。固体颗粒形态不同，其紧密堆积程度则不同，标准砂颗粒在水泥浆体中主要起骨料作用，浆体与其表面结合对水泥强度有重要影响，其颗粒形态不同，水泥胶砂表现出性能也不同。目前，天然粗砂颗粒圆形系数基本在0.69左右。人工制得的机制砂颗粒形态需严格控制，颗粒过圆，水泥浆体与其表面结合能力会有所降低，且相互作用阻力减小，表现出水泥强度偏低，胶砂流动度过大，对试验结果准确性产生一定影响。

机制粗砂颗粒休止角与水泥胶砂流动度存在较好线性关系，休止角减小时，水泥胶砂流动度提高。机制砂休止角<37.5°时水泥胶砂流动度与天然标准砂差异较小。休止角是颗粒表面粗糙度的宏观表现形式，休止角大小与固体颗粒形态密切相关。休止角过小，表明颗粒表面较光滑。目前，天然粗砂休止角在31.4°左右。机制砂休止角过小，则表明颗粒改良其表面过于光滑，与天然颗粒形态差异较大。

作为优选实施方案，所述机制砂原料为石英岩、花岗岩或长石。

根据实际需要、开采和运输方便程度、价格等原因选择机制砂原料，不同机制砂原料中SiO₂含量不同。机制砂主要原料优先选用石英岩；主要原料为花岗岩等时，优先选用SiO₂含量≥60％的原料。

在本发明实施例中，优先选取石英岩(SiO₂含量≥97.0％)为原料制备机制砂，主要是为了机制砂化学成分以天然砂成分接近，减小其他因素对试验结果的影响。

本发明提出的用机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的方法，通过对加工制备的机制砂的化学成分、颗粒分布、颗粒形貌等技术参数特定控制，以实现用制砂替代天然砂生产中国ISO标准砂，用于水泥胶砂强度检验。

本发明实施例还提供了一种用机制砂替代天然砂制备的中国ISO标准砂，所述机制砂的粒度分布如下：

>2.0mm粒级的含量为0％，

>1.6mm粒级的含量为(7±5)％，

>1.0mm粒级的含量为(33±5)％，

>0.5mm粒级的含量为(67±5)％，

>0.16mm粒级的含量为(97±5)％，

>0.08mm粒级的含量为(99±1)％，

其中，所述机制砂的颗粒圆形系数为0.58～0.69，颗粒休止角为31.5°～37.5°。

机制砂的颗粒圆形系数和颗粒休止角是对机制砂颗粒形貌的定量表征。休止角大小与固体颗粒形态密切相关。休止角过小，表明颗粒表面较光滑。颗粒圆形系数过大，机制砂休止角过小，则表明颗粒改良其表面过于光滑，与天然颗粒形态差异较大，表现出性能差异也较大。

作为优选实施方案，所述机制砂的湿含量＜0.05％。

作为优选实施方案，所述机制砂的石粉含量＜0.03％。

作为优选实施方案，所述机制砂原料为石英岩、花岗岩或长石。

作为优选实施方案，所述的用机制砂替代天然砂制备的中国ISO标准砂用于水泥强度检验。

经实验验证，按本项技术制备的机制石英砂替代ISO标准砂中相应粒级天然砂后，不同品种水泥的标准砂28天强度D值均小于2.5，最低仅为0.4，且检测结果准确性与和再现性好；且水泥胶砂流动度差异小于10mm，与ISO标准砂性能基本一致，符合GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)的规定。

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

下述实施例中所用方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1

一种用机制粗砂替代相应天然粗砂制备中国ISO标准砂的方法，其包括：将石英岩等原料经粗破、细破、湿法球磨、水洗、筛分、烘干，制成1.0mm～2.0mm粒级的机制粗砂，使其>2.0mm粒级含量≤1.0％，>1.6mm粒级含量为(21±4)％，>1.0mm粒级含量≥94％；并控制其石粉含量为0.02％，湿含量为0.03％；同时，利用冲击破碎等方式对颗粒形貌改良，将颗粒圆形系数控制在0.62，颗粒休止角控制在35.8°，从而得到适宜的机制粗砂试验样品，将其替代相应粒级天然石英砂制成ISO标准砂，并选取不同品种水泥分别按GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准中有关标准砂技术要求开展比对试验。

表1是利用本方法得到的机制粗砂全部替代相应的天然粗砂制成ISO标准砂后，不同品种水泥强度D值试验结果比较。

表1机制粗砂替代天然粗砂后水泥强度D值变化

由表1可见，实施例1制备得到的机制粗砂全部替代天然粗砂后，对水泥早期和后期强度影响均不大。其中，水泥3天强度D值平均值仅为2.3，水泥28天强度D值平均值为2.1，且检测结果稳定性好，28d强度变异系数C_v≤3％(最低可达1.36％)，其检测结果的准确性和再现性均满足GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准等要求，且水泥胶砂流动度与标准砂差异小(约10mm左右)，均与标准砂相近，表现出良好的物理性能。

实施例2

一种用机制粗砂和中砂替代相应天然粗砂和中砂制备中国ISO标准砂的方法，其包括：将石英岩等原料经粗破、细破、湿法球磨、水洗、筛分、烘干，制成0.5mm～1.0mm粒级机制中砂，使其>1.0mm粒级含量≤5％，>0.5mm粒级含量≤5％；并控制其石粉含量为0.02％，湿含量为0.03％。同时，借助冲击破碎方式使颗粒圆形系数达到0.60，颗粒休止角为35.9°，得到适宜的机制中砂，将其与实施例1得到的机制粗砂共同替代相应粒级天然石英砂制成ISO标准砂，并选取不同品种水泥分别按GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准中有关标准砂技术要求开展比对试验。

表2是按本方法制备的机制中砂和粗砂复合全部替代相应天然粗砂和中砂后，不同品种水泥强度D值试验结果比较。

表2机制砂粗砂和中砂替代天然粗砂和中砂后水泥强度D值变化

由表2可见，机制中砂及粗砂同时替代标准砂中粗砂和中砂后，不同品种水泥3天强度D值平均值仅为2.5，水泥28天强度D值平均值为1.5，比单一机制粗砂替代天然砂时还要低(最低仅为0.4)，且检测结果稳定性良好，检测结果准确性和再现性均满足GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准等有关要求，表现出与天然标准砂物理性能较高的一致性。

实施例3

一种用机制细砂替代相应天然细砂制备中国ISO标准砂的方法，其包括：将石英岩等原料经粗破、细破、湿法球磨、水洗、筛分、烘干，制成0.08mm～0.5mm粒级机制细砂，并使其>0.5mm粒级含量≤5％，>0.16mm含量(61±3)％，>0.08mm含量≥98％；并控制其石粉含量为0.01％，湿含量为0.02％。同时，借助冲击破碎方式使颗粒圆形系数达到0.60，颗粒休止角为35.9°，得到适宜的机制细砂以替代标准砂中相应粒级天然细砂制成ISO标准砂，并按GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准中有关标准砂技术要求开展比对试验。

表3是按本方法制备的机制细砂(粒径0.08mm～0.5mm)全部替代标准砂中相应天然细砂后，水泥强度D值试验结果比较。

表3机制细砂全部替代天然细砂后水泥强度D值变化

由表3可见，机制细砂全部替代天然细砂后，水泥早期和后期强度变化均未发生明显变化。水泥3d强度D值可达1.7，28天强度D值可达0.4。检测结果稳定性好，试验结果准确性和再现性均满足GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准有关要求。同时，与天然石英砂相比，水泥胶砂流动度也未发生明显变化，流动度差异仅为8mm，表现出与标准砂物理性能良好的一致性。

实施例4

性能参数不同的单级机制砂替代天然砂制备中国ISO标准砂的性能研究，其包括：将石英石等原料经破碎、水洗、湿法球磨、筛分、烘干等工序制成满足一定要求的单级机制粗砂。其中，单级机制粗砂粒度应符合>2.0mm粒级含量≤1.0％，>1.6mm粒级含量(21±4)％，>1.0mm粒级含量≥94％；圆形系数分别控制在0.58和0.64，休止角分别控制在37.0°和34.5°，石粉含量分别为0.02％和0.22％，湿含量在0.03％。将以上制备的单级机制粗砂分别替代相应的天然粗砂制成ISO标准砂，将替换前后的ISO标准砂进行强度D值试验比较。试验中取PO42.5水泥按GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准中要求进行比对试验。机制粗砂颗粒的性能参数(圆形系数和休止角)变化时标准砂强度D值变化情况，见表4。

表4机制粗砂颗粒的性能参数变化时标准砂强度D值变化情况

由表4可见，机制粗砂的颗粒圆形系数较小(0.58)，标准砂强度D值较大(2.7，超过标准指标要求D≤2.5)；而随颗粒圆形系数增大(由0.58～0.64)，颗粒休止角变小(37.0°和34.5°)时，水泥胶砂流变性和水泥强度发展均有所改善，28天强度D值由2.7降至1.0。由此可见，机制砂颗粒形貌改善，颗粒棱角减少且边缘圆滑，其与天然标准砂性能越接近。

本实施例还给出了机制砂中石粉含量与水泥胶砂流动度和强度D值影响变化比较，机制砂中石粉含量对28天强度D值影响，如图1所示，机制砂中石粉含量对水泥胶砂流动度影响，如图2所示。由图1和图2可见，随机制石英砂中石粉含量由0.02％增至0.20％，水泥胶砂流动度明显降低(10mm以上)，同时水泥28天强度D值也出现了不同程度波动，变化范围-1.5～2.7。由此可见，机制砂中石粉含量应以不大于0.03％为宜。

本实施例还给出了机制粗砂的休止角与水泥胶砂流动度变化关系，如图3所示。由图3可见，机制粗砂颗粒休止角与水泥胶砂流动度存在较好线性关系，且以1.6mm粒级粗砂相关性较高，相关系数达0.80左右。即随1.6mm粒级机制粗砂休止角减小，水泥胶砂流动度明显提高。可以看出，机制砂休止角<37.5°时水泥胶砂流动度与天然标准砂差异较小。

实施例5～实施例8

按照实施例1和实施例2中样品制备和检测方法，机制砂的技术参数变化时水泥物理性能比较，如表5中实施例5～实施例8中所示。

表5机制砂替代天然砂制备ISO标准砂的水泥强度及D值变化

项目	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8
					SiO<sub>2</sub>含量，％	98.2	98.4	98.6	98.5
石粉含量，％	0.02	0.03	0.01	0.02
					湿含量，％	0.02	0.02	0.02	0.03
圆形系数	0.60	0.59	0.62	0.58
					休止角	35.8°	36.4°	35.2°	36.8°
3d抗折强度，MPa	5.6	5.4	5.7	5.5
					3d抗压强度，MPa	26.5	25.5	26.7	27.1
3d强度D值	2.2	2.4	2.5	3.5
					28d抗折强度，MPa	9.4	9.2	9.5	9.4
28d抗压强度，MPa	59.4	58.8	58.7	59.6
					28d强度D值	1.4	2.3	0.4	1.9
与标准砂流动度差值，mm	9	10	8	11
					28d强度变异系数C<sub>v</sub>，％	2.3	2.8	2.2	2.8

由表5可见，利用石英岩等原料制备满足一定细度要求的机制砂，当其石粉含量小于0.03％，且其颗粒圆形系数控制在0.58～0.69，休止角31.5°～37.5°，其的制备ISO标准砂与天然砂差异小，检测结果稳定性好，试验结果准确性(28d强度D值)与和再现性均满足均能满足GB/T17671-1999<水泥胶砂强度检验方法(ISO法)>标准有关要求，且水泥胶砂流变性好，其性能与天然砂性能基本一致。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。