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目前混凝土所用细骨料一般为天然砂，天然砂的长期过
渡开采已经对很多产地造成不可逆转的环境破坏，随着国内
环保意识的加强，机制砂将逐步代替天然砂 ；机制砂是指通
过制砂机破碎石头并经筛分而形成的人工砂，其颗粒尖锐粗
糙且带有棱角，生产机制砂的过程中不可避免地产生大量的
石粉
[1, 2] 。通俗来讲，石粉就是石头的粉末，其种类很多，目
前较为广泛的石粉有硅粉、沸石粉、石灰石粉、滑石粉、石
英粉等。有些石粉是再生产的原材料，有些则是生产过程中
的副产品，若对这些副产品处理不当，不仅造成资源的浪费，
还会引发环境污染，将石粉掺进混凝土中进行再消化已经成
为解决上述问题的重要途径，国内外已经有学者就此问题开
展了相应的研究工作
[3–6]。
在现行规范 GB/T 14684
—2011《建设用砂》中，对混凝
土中石粉的含量进行了限制，如果严格按照规范执行，石粉
的利用率会很低
[7]；目前既有的研究成果表明，石粉的掺量
往往可以高于规范中的数值，这对消化过剩的石粉十分有利，
但其最优掺入量往往受制于石粉自身成分以及水泥产地、混
凝土配合比和强度等多种因素，然而对于冬季施工的北方地
区，低温水养条件下石粉的掺量对混凝土性质的影响少有研
究，本文主要以吉林长春为例，研究初冬水养条件下，石粉
的掺量对混凝土抗压强度的影响规律，并得出该条件下石粉
的最佳掺量，可以为石粉在该区域的发展与应用提供借鉴和
参考之用。
1 原材料及试验方法
参照 GB/T 50081 —2002《普通混凝土力学性能试验方法
标准》规范中的试验方法进行立方体抗压强度试验，石粉掺
入量分别为 0%, 3%, 6%, 9%, 12% 五种，试件为边长为150 mm
［摘 要］
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［中图分类号］TU 974 b b b b b ［文献标志码］A b b b b b［文章编号］1001–523X（2020）02–0113–02
Experimental Study on Influence of Stone Powder Content on Concrete Strength
under Low Temperature Curing
Niu Lei，Zhao Yong-sheng，Xu Li-na，Zhu Shi-qi，Bao Fu-jiang
［Abstract
］The effect of the content of stone powder on the mechanical properties and working properties of concrete was studied.
The test results show that the appropriate amount of stone powder in concrete can play a role of crystal core effect ，filling effect and
chemical action ，which is conducive to the improvement of concrete strength and concrete performance ，but there is an optimal value of
its incorporation ，beyond which the concrete strength will be adversely affected.
［ Keywords
］stone powder ；concrete ；mechanical property ；working property
低温养护下石粉含量对混凝土强度影响的
试验研究
牛 雷 1，赵永生 2，徐丽娜 1，朱世奇 1，包福江 1
（1.吉林建筑大学土木工程学院，长春 130118；2.北京住总第一开发建设有限公司，北京 100029）
的立方体，采用亚泰鼎鹿牌 P · O 42.5级普通硅酸盐水泥，加
载设备为长春科新试验仪器有限公司生产的 YAR-2000，如图
1 所示。混凝土的配合比中石粉与水泥的总质量不变，即石粉
按表中比例替代部分水泥。
图1 试验设备
考虑到东北地区初冬施工的实际情况，结合地下工程自
身的特点，试件气枪脱模后在室温条件下进行全浸泡养护，
入模温度为 22℃，养护龄期为 28 d。长春市2019年10月份白
天户外平均气温为 15.1℃，夜晚户外平均气温为 3.1℃。
2 抗压强度试验
混凝土立方体抗压强度随着石粉含量增加而增加，当达
至峰值后，随着石粉含量的增加而减小，整体趋势呈抛物线状，
石粉含量为 9％时达到最大值。造成这种结果的主要原因是 ：
最优掺量值以下的石粉，由于其颗粒细小，能够填充混凝土
的孔隙，增加接触面积，巩固并加强水泥的水化效果，同时，
石粉中的 SiO
2和AL 2O3与水泥水化物发生复杂的水化反应从
而产生强度，如式（1）~ 式（4）所示 ：
AL
2O3+3CaO+3CaSO 4+32H 2O=3CaO·AL 2O3·3CaSO 4·32H 2O (1)
AI
2O3+3CaO+3CaSO 4+18H 2O=3CaO·AL 2O3·CaSO 4·18H 2O (2)
AL
2O3+4CaO+13H 2O=4CaO·AL 2O3·13H 2O (1.3) (3)
SiO
2+CaO+ x
H 2O=CaO·SiO 2·x
18H 2O (4)
反之，当石粉含量超过最优值时，由于石粉替代了部分
水泥，使得混凝土中水化物不足，石粉所发生的二次反应不
足以弥补水泥减少所带来的损失，从而弱化了混凝土的强度。 收稿日期 ： 2019–09–10
基金项目 ：
低温养护下石粉含量对混凝土强度影响的试验研究（论文）.pdf
