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摘要：在社会不断进步和发展的过程中，铁路工程发展进程逐渐加快，在各种先进技术的帮助下，人工砂混凝土逐渐转变为机制砂混凝土，在广泛应用于铁路工程建设。尽管我国地域辽阔，资源丰富，但是在多年来的开发和应用中，天然河砂资源逐渐减少，受到政策和季节的影响，机制砂成为天然河砂的有效替代品。对此，本文主要分析机制砂混凝土的性能特点，分析其在铁路工程中的应用问题，并提出应用对策。
关键词：铁路工程；机制砂；混凝土；性能特点；问题
引言
铁路作为推动我国经济发展的主要动脉，对交通网线完善，经济水平提升具有重要意义。通常铁路工程的结构具有较强的复杂性，分布范围广泛，而且跨越度大，在建设过程中对混凝土等原材料的需求具有一定的分散性，存在供需困难的情况。再加上天然河砂的开采受到政策和季度的影响，河砂资源短缺，影响铁路工程的顺利建设。但是在技术不断发展如今，逐渐将机制砂代替河砂成为铁路工程建设的主要材料，也是实现绿色发展的主要方向。
一、机制砂混凝土的性能特点
（一）工作性能
和天然河砂相对比，机制砂的棱角较为尖锐，而且大多数为不规则形状，导致机制砂比表面积较大，和天然河砂相同工作情况下用水量会明显增加，在制备机制砂混凝土的过程中会出现泌水问题，继而出现混凝土缺陷问题。但是，与天然河砂相对比，机制砂混凝土的保水性能和黏聚性能较高，这与机制砂中含有较多石粉、膨胀性黏土矿物质等一定的关系。
（二）力学性能
在机制砂中，含有的石粉具有改善骨料颗粒级配、填充混凝土空隙的效果，应用适量的石粉，能够进一步提升机制砂混凝土的力学性能。同时，由于机制砂的形状大多不规则，在制备混凝土的过程中，颗粒之间的摩擦增加，咬合力度大，骨料和浆体之间的黏结性明显提升，力学性能增强。经过研究发现，用天然河砂和机制砂制作相同量混凝土时，后者的力学性能明显优于前者，而且后者混凝土在28天内抗折强度也明显高出前者5%左右，抗压强度高出25%左右。
（三）耐久性能
对于机制砂而言，与其耐久性能有关的因素在于石粉的含量。低强度的混凝土中，由天然河砂制成的混凝土抗冻性能高于由机制砂制成的混凝土，但是后者的抗氯离子渗透性高于前者，从这可以看出石灰展现出来的填充和级配效果，对混凝土的密实度进行优化。高强度的混凝土中，二者的抗冻性能、抗氯离子渗透性相近。有相关研究者认为，在C30机制砂中添加10%-15%范围含量的石粉，能够明显提升其混凝土抗渗性能，而石粉含量低于15%，却没有对C60混凝土抗渗性有明显的改善，对于C80混凝土来说，石粉含量越大，抗渗性越低。
二、铁路工程机制砂混凝土应用问题
（一）机制砂生产品质不一
机制砂是利用当地的矿石资源通过机械加工、生产而产生。通常铁路工程建设较长，呈带状分布，而且建设所跨越的区域较为广泛，在这种情况，容易出现母材岩性复杂，材料管理困难等方面的问题。另外，铁路工程建设过程中，依旧不重视混凝土骨料的应用，在市场因素以及机制砂生产设备方面的影响下，导致一些企业生产出来的机制砂品质不同，无法满足铁路工程建设的需求，甚至同一企业、同一批次生产出来的机制砂也存在一定性能不同的问题。
（二）缺乏完善的机制砂标准体系
现阶段，在我国铁路行业中允许在建设铁路的过程中允许对低强度等级、非预应力结构的工程采用机制砂混凝土，但是在具体落实中却没有对机制砂的质量进行明确规定，缺乏相关机制砂生产、质量控制、材料混合比例设置等方面的规范性标准和文件。同时在预应力结构中，依旧严禁在预制梁、轨枕、轨道板等预应力构件中应用机制砂，导致整个工程中缺乏完善的机制砂标准体系。
（三）机制砂混凝土结构技术储备较少
目前针对机制砂混凝土制备所设计的配合比，依旧一天然河砂混凝土配合比为参照，然而机制砂中含有一定量的石粉，会直接影响混凝土的工作、力学和耐久性能。在配合比设计中，不管石粉是根据细骨料，还是根据胶凝材料进行划分都没有一定的根据，以水胶比进行混凝土制备依旧存在质疑。因此，行业内针对机制砂混凝土和配合比确定依旧处于混乱局面。在性能研究中，过分关注天然河砂混凝土和机制砂混凝土之间的性能差异，并没有从应力应变曲线、混凝土体积稳定性、钢筋粘结性等角度进行深入研究和分析，这是导致我国铁路工程中机制砂混凝土应用受限的关键。
三、铁路工程机制砂混凝土应用对策
（一）加强技术完善，提升机制砂生产质量
针对机制砂生产品质不一的问题，应该加强技术完善，提升制砂机、洗砂机、除尘器、砂粉分离器性能，保证机制砂生产出来的性能统一，进而能够提升生产质量，满足铁路工程各个阶段施工混凝土制备的需求，保证混凝土应用效果。同时，还可以利用超细筛网、水力旋流器等实现泥砂分离，回收0.045毫米以上的颗粒，减少对环境的污染，还能实现连续级配。
（二）建立完善的机制砂标准体系
为了提升铁路工程建设质量以及机制砂混凝土的性能，应该对行业标准进行明确规范，从机制砂木材选择、生产工艺、设备、性能指标、混凝土配合比等方面，结合实际施工情况建立标准体系。调整混凝土配合比，可以将水灰比放大0.05，提升混凝土强度，还能保证铁路工程施工的质量。在制定配合比的过程中，应该相关部门、产业机构等参与其中，共同研究机制砂混凝土各成分性能和价值，保证施工顺利进行。
（三）加强对机制砂混凝土结构性能技术的研究
可以对列车疲劳荷载作用进行模拟，研究机制砂混凝土结构性能在实际工作过程中的演变，加强技术研究，获取机制砂在铁路工程中各项预应力构件中应用的实用性，并制定线管性能指标，实现机制砂混凝土的广泛应用。
总结
总之，在铁路工程中应用机制砂混凝土，尽管能代替天然河砂混凝土，但是在实际应用过程中需要明确配合比，优化生产质量，建立标准体系，才能实现机制砂的广泛应用，提升其应用价值。
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