1. 研究目的与意义（文献综述）

几个世纪以来，河砂被用作混凝土中的细骨料，但我国基础设施建设的日益发展和资源的不断消耗，不少地区的河砂资源已近枯竭，品质也日益下降。同时，在一些地区，河砂被过度开采，危及河岸的稳定性和桥梁的安全，造成环境问题。另一方面，由于需要跨地区运输，河砂的使用成本也很高。

因此，利用当地的岩石资源和工程开挖废石生产符合施工要求的机制砂，已经是大势所趋。在《建筑用砂》（gb/t14684-2011）中，机制砂被定义为“由机械破碎、筛分制成的，粒径＜4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩的颗粒”。然而，机制砂粒形特殊，颗粒级配较差，细度模数偏大。目前的机制砂混凝土的应用往往只是对砂率进行优化设计，对整个集料的级配和粒形缺乏设计和优化。

英国、日本等国家由于受地域条件的限制，天然砂的来源十分困难，使用机制砂生产水泥混凝土已有数十年的历史。一些国家已经开始大规模应用机制砂用做细集料，特别是在一些大型基础设施工程中。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1. 文献调研，了解国内外对机制砂的研究现状与发展趋势，了解选题对社会、环境等的意义；
2. 使用不同机制砂粒形表征方法对机制砂粒形进行测试，获得机制砂粒形参数；
3. 不同机制砂粒形特征对细集料堆积密度和流动性的影响；
4. 不同机制砂粒形特征对砂浆流动性、粘度、强度的性能的影响；
5. 机制砂不同粒形特征对细集料及砂浆性能影响机理分析；
6. 通过不同机制砂粒形参数对细集料及砂浆性能影响的权重结合当前机制砂粒形特征表征手段，建立新的机制砂粒形表征方法。

2.2 目标

1. 全面了解当前机制砂粒形量化和表征手段，并探究机制砂不规则的粒形特征与细集料和砂浆性能的相关性。
2. 通过实验对比不同粒形参数对水泥基材料性能影响比重，对当前机制砂粒形量化和表征手段进行优化或尝试重新从一个新的角度对机制砂粒形特征进行表征。

2.3 技术方案

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，对机制砂粒形进行分析与测试，对所得到的粒形图像和参数进行处理，定量分析机制砂粒形特征。

第7－12周：使用不同粒形特征的机制砂配制砂浆样品，对标准养护环境下的不同龄期样品的抗压抗折强度、吸水率、耐磨性等性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] shen w, yang z, cao l, et al. characterization of manufactured sand:particle shape, surface texture and behavior in concrete[j]. construction andbuilding materials, 2016, 114(9): 595-601.

[2] kim j k , lee c s , park c k , et al. the fracture characteristics ofcrushed limestone sand concrete[j]. cement amp; concrete research, 1997,27(11):1719-1729.