隨著天然砂資源的逐漸枯竭，機制砂在混凝土拌合中已經(jīng)獲得了大量的使用機會。而機制砂為巖石經(jīng)礦山破碎設(shè)備破碎加工而成，生產(chǎn)過程中不可避免產(chǎn)生一定數(shù)量的石粉，這也是天然砂與機制砂*主要的區(qū)別之一。天然砂中小于75μm的顆粒主要是泥，對混凝土的工作性、體積穩(wěn)定性和耐久性都存在不利影響，而機制砂生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的石粉則與母巖的礦物組成一樣，只是粒徑發(fā)生了本質(zhì)改變，其對混凝土性能的影響規(guī)律與天然砂中的泥則完全不同。大量研究表明，石粉在混凝土中所起作用與石粉的細(xì)度和巖性等因素密切相關(guān)。

　　1.不同細(xì)度石粉對混凝土性能的影響

　　早期的研究多直接采用機制砂生產(chǎn)過程中得到的粒徑顆粒小于80μm或0.16mm的石粉，石粉中粒徑小于45μm的顆粒較少，石粉細(xì)度較粗，研究結(jié)果多認(rèn)為石粉屬于惰性材料，主要起改善骨料級配，填充沙子與水泥之間的空隙。相應(yīng)地，研究得到的機制砂中*優(yōu)石粉含量也較低，以應(yīng)用于水工混凝土或碾壓混凝土的機制砂為例，推*的*優(yōu)石粉含量（＜0.16mm）多在15%左右，但此時機制砂中粒徑小于80μm的石粉含量可能只有5%左右，石粉含量超過*優(yōu)含量后，配置的混凝土性能顯著下降。且隨著石粉含量增加，混凝土干縮增加。

　　當(dāng)石粉粒徑小于45μm時，石粉的活性可以較明顯地表現(xiàn)出來，石粉粒徑越小，其活性越高。當(dāng)石粉顆粒細(xì)到一定程度時，可以有效改善以水泥為主的膠凝材料的顆粒級配，降低混凝土單位用水量，并填充水泥漿體中的孔隙，使水泥漿體更致密，從而改善混凝土性能。部分巖石用于軋制機制砂時石粉含量較高，其中含有大量粒徑小于45μm的顆粒，如錦屏二級水電站大理巖機制砂，*高石粉含量超過25%，但其石粉中小于45μm的顆粒含量大于80%，此時嚴(yán)格按照規(guī)范要求限制大理巖人工砂的石粉含量，將會造成大量微細(xì)石粉的浪費。

　　2.不同巖性石粉對混凝土性能的影響

　　不同巖性母巖軋制的機制砂中的石粉含量存在較大差異，如玄武巖制砂得到的人工砂中石粉含量就較低，而性脆的輝綠巖、強度較低的片麻巖和大理巖等制砂得到的機制砂中石粉含量就較高，大多在20%以上；且不同巖性石粉的自身性能也存在較大差異。下面就舉輝綠巖、片麻巖和大理巖三個例子。

　　百色水利樞紐工程采用的輝綠巖軋制機制砂，因輝綠巖母巖硬度高、性脆，加工出的人工砂中石粉含量較高，且其中含有大量的粒徑在幾微米的顆粒，原始干燥狀態(tài)下篩得的輝綠巖石粉由于受表面分子作用力（范德華力）或靜電作用力的影響，顆粒之間相互吸附粘結(jié)；經(jīng)水潤濕后篩得輝綠巖機制砂石粉，在水和外部機械力作用下，顆粒間產(chǎn)生的分子粘結(jié)力、毛細(xì)管粘結(jié)力和內(nèi)摩擦力，使石粉微粒粘結(jié)成球粒，經(jīng)水浸泡后靜置干燥，可以結(jié)成具有相當(dāng)強度的硬塊，與硅粉加水靜置干燥后的狀態(tài)相似。而工程中常用的花崗巖石粉和石灰石石粉加水靜置干燥后雖能保持結(jié)塊狀態(tài)，但一觸即散。與此同時，因輝綠巖母巖中含有一定量的綠泥石、黝簾石等蝕變物，母巖中K2O、Na2O含量較高，石粉與水接觸后易溶出可加速水泥早期水化進(jìn)程的Na+，輝綠巖石粉需水量比高達(dá)107%，與常見石灰石的需水量比小于****存在本質(zhì)區(qū)別；且該石粉使靜漿的凝結(jié)時間大大縮短。

　　苗尾水電站片麻巖石粉，因母巖中的云母含量高達(dá)35%左右，導(dǎo)致石粉中的云母含量達(dá)到40%，且石粉中粒徑小于0.08mm的顆粒占石粉質(zhì)量的55.9%，粒徑小于45μm的顆粒占石粉含量的31.2%，采用片麻巖機制砂配制混凝土?xí)r，人工砂中石粉含量從6%增加到18%時，混凝土單位用水量隨石粉含量增加而增加，混凝土拌合物性能則逐漸變差，與其他工程常用的石粉對混凝土單位用水量和拌合物性能的影響規(guī)律存在較大差異。

　　錦屏二級水電站大理巖是一種碳酸鹽變質(zhì)巖，主要有方解石組成，其化學(xué)組成與工程常用的石灰石粉相近，需水量比96%，接近Ⅰ級粉煤灰，石粉中部分粒徑較小的微細(xì)顆粒可當(dāng)摻合料使用。為此，可適當(dāng)提高人工砂中的石粉含量限值。

　　從以上研究結(jié)論可以看出，石粉在混凝土拌合過程的應(yīng)用還有許多需要進(jìn)一步研究的空間和利用空間，一味的選擇放棄是一種對自然資源的無情浪費。