关键词：人工砂；石粉；掺合料;试验研究
前言
天然砂的资源是有限的，其产源具有地域性，长期大量采挖会破坏生态。因此，无论是市场发展的需求还是环境保护的需要，寻找河砂替代品以降低开采量与成本是当务之急。而在加工碎石过程中，会产生大量的石屑，如果不加以利用，日积累月会对环境产生巨大的破坏[1]。该种石屑属于人工砂，公称直径小于5 mm，跟天然河砂具有很多相似之处，均含有较高含量（10-20%）的石粉，除此之外，和商品混凝土优先选用的二区中砂相比，通常其针片状颗粒含量稍大，压碎指标20％以上，中粒径分计筛余所占比例份额较小，但含泥量和泥块含量较小[1]。关于该种人工砂（石屑）的应用，以往研究有将其中石粉水洗去除绝大部分，再与细砂或特细砂混合使用的[1]，也有将其中石粉当做砂的细颗粒使用的[2]。
据西南交通大学李固华的研究，机制砂中的石粉70%颗粒分布集中在16um以上，平均粒径为36.9um[3]。石灰石粉（ground limestone）是以一定纯度的石灰石为原料，经粉磨至规定细度的粉状材料，细度要求45um筛余不大于15%[4]。以上所说的加工碎石过程中产生的人工砂（石屑）是一种来源最为广泛且非常廉价的加工石灰石粉的原材料。据北京建筑工程学院宋少民的研究：（1）石灰石粉具有优异的减水增塑降粘效果；（2）掺入石灰石粉可减少混凝土的早期裂缝，提高混凝土抵抗早期开裂性能；（3）石灰石粉可以填充水泥颗粒空隙，明显降低混凝土孔隙率，提高混凝土密实性[5]。石灰石粉在水泥混凝土中并不完全是简单的惰性掺合料，其在混凝土中发挥的填充效应、活性效应和加速效应均能使混凝土的孔隙减少，增加混凝土的密实度，提高了混凝土的抗渗性、抗冻性等耐久性指标 [6]。人工砂中石粉虽未经过粉磨，但其与经过粉磨的石灰石粉化学成分相同，其中也含有较多符合掺合料要求的较细颗粒。本文首次将人工砂中石粉作为混凝土的掺合料进行了系统试验研究，进而在工程中进行了应用。
1 试验原材料
人工砂：为生产石灰石碎石的副产品，产地北京密云，O～5mm粒径，石粉含量15%，MB值0.7，细度模数2.9，总压碎值指标22%，不含泥块。人工砂中石粉化学成分见表1；