华南理工大学学报(自然科学版)

作者：张同生, 李凯, 谭康豪, 常泽洲, 谭艳臣, 唐亮, 杨东来, 曾思清

单位：1.华南理工大学 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室，广东 广州 5106402.华南理工大学 材料科学与工程学院，广东 广州 5106403.保利长大工程有限公司，广东 广州 5114304.广东省公路建设有限公司，广东 广州 510623

关键词：高石粉含量,机制砂混凝土,配合比设计,微观结构

基金：国家自然科学基金项目(U24A2048);宁夏回族自治区中央引导地方科技发展专项(2023FRD05006);中国博士后基金项目(2024M750943)

在机制砂制备过程中，大量石粉被筛分掩埋，导致资源浪费和环境污染。为提高机制砂石粉利用率，将废弃石粉高值化应用在混凝土中，并将机制砂中的石粉视作胶凝组分替代水泥，使用XRD、TG、SEM等测试手段研究花岗岩石粉对硬化水泥浆体微结构演变的影响，确定了石粉替代水泥最佳范围。通过调控机制砂石粉含量、粗骨料级配、砂率与水胶比等，优化混凝土工作性能和力学性能，揭示浆体体积分数对混凝土工作性能和力学性能的影响机制，利用高石粉含量机制砂制备了低成本、工作性能与力学性能满足要求的混凝土。结果表明：石粉替代10%（质量分数）的P.II 52.5硅酸盐水泥时，7 d和28 d浆体水化产物数量没有明显减少，微结构仍然较为致密；当石粉替代水泥比例超过20%（质量分数）时，浆体中水化产物数量减少超过20%（质量分数）、孔隙增多，导致强度大幅度降低；随机制砂石粉含量的增加，相同坍落度下混凝土减水剂掺量有所增加，浆体体积分数在31%~32%时，混凝土可获得良好工作性能和力学性能。在此基础上，采用石粉含量（质量分数）为15.1%、16.5%和18.7%的机制砂分别制备了满足工程性能要求的C30、C40和C50混凝土，水泥用量分别减少54、63和92 kg/m3，显著降低了混凝土成本和碳排放。

来源：2025年第8期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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