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混凝土的原材料开始只有水泥、水和砂石。为了节约水泥、改善混凝土性能,在拌制混凝土时常掺入具有胶凝性的粒化高炉矿渣和热电厂产生的煤灰经磨细后的掺合料,这两者从工业废弃物也变成了现在供不应求的矿产品。然而,随着近几十年来国内外工程建设的迅速发展,逐渐面临粉煤灰紧缺问题。而我国也出现了这样的问题,特别是西南地区粉煤灰供应紧张,其他地区也经常出现粉煤灰脱销的情况。因此需要寻找一种容易获取、质优的新型掺合料。近年来随着天然砂资源的枯竭,使得人工砂的应用变得普遍,而随之也产生了一种新的工业废弃物---石粉。

石粉在混凝土中的作用机理
关于石粉在混凝土中的作用机理主要有两种观点:一种观点认为石粉没有活性,在混凝土中起填充效应。石粉对胶凝材料起到一定填充效应,能够改善混凝土的孔隙特征、浆和集料的界面结构;另一种观点认为石粉具有一定的火山灰活性,能够发挥火山灰效应。除了以上两种作用,石粉还能参与水泥水化反应,对混凝土的工作性和耐久性都有一定影响。根据石粉的作用机理，石粉在混凝土中的可取代部分细骨料或者作为碾压混凝土掺合料。

国内外石粉作为混凝土掺合料的应用现状
我国在一些水电工程中,采用了石粉作为掺合料取代部分水泥,得到了成功应用。例如,龙滩水电站采用石粉取代25%的粉煤灰,共同作为混凝土掺合料,这对碾压混凝土的VC值影响不大,而抗压强度、劈拉强度和抗渗性能均能得到。实验得到石粉含量为18%左右时，碾压混凝土拌和物性能显著改善，且可进一步提高，微石粉已成为碾压混凝土掺和料的重要组成部分。国外也对此进行了大量研究,如日本的千屋坝,即以石粉代替了55%的粉煤灰用于碾压混凝土,其坝体防渗及强度均能满足设计要求[3]。国外得出的结论与国内成果基本一致,石粉能在一定程度上对改善混凝土的宏观性能起到促进作用。

目前石粉作为掺合料的应用研究较少,研究的主要内容为对混凝土宏观性能的影响,对微观结构、胶凝材料体系的水化特性及石粉在胶凝材料体系水化中的作用机理等方面的研究工作还未全面开展。由于石粉可作为将来掺合料的重大现实意义及目前对与掺石粉碾压混凝土复合胶凝材料水化特性研究的严重不足,有必要对其做更为全面深入的研究,这能够推动石粉作为掺合料在碾压混凝土中的应用,对减少环境污染、降低工程造价、缓解资源危机和推动我国国民经济建设的可持续发展将起到的促进作用。

在粉煤灰相对匮乏的地区,或长距离运输粉煤灰影响碾压混凝土筑坝经济性的情况下，以石粉代替部分粉煤灰应用于碾压混凝土，既可以降低工程造价，又可以保护环境，还可以降低混凝土的温升，提高碾压混凝土的和易性和可碾性，具有良好的经济效益和社会效益，且有助于提高大体积碾压混凝土的抗裂性。因此考虑用石粉取代部分细骨料或者采用石粉作为碾压混凝土的掺和料代替部分粉煤灰，设计出满足施工要求的配合比是完全可行的。

混凝土的重要特点是具有高耐久性, 而耐久性则取决于抗渗性;抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。由于混凝土掺加了减水剂,其水胶比很低,水泥全部水化后,混凝土没有多余的毛细水,孔隙细化,总孔隙率低;再者混凝土中掺加矿物质超细粉后,混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低,而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔结构, 使其≥100μm的孔含量得到明显减少,矿物质超细粉的掺加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。以上这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱- 集料反应、抗硫酸盐腐蚀,以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。