隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的日益發(fā)展，我國不少地區(qū)天然砂資源逐步短缺，甚至出現(xiàn)無砂可用的狀況，混凝土用砂供需矛盾尤為突出，因此，使用機制砂替代天然砂已成為一種必然趨勢。但機制砂為機械破碎、篩分而成，在生產(chǎn)過程中，不可避免地要產(chǎn)生一定數(shù)量的粒徑小于0.075llun的石粉，這也是機制砂與天然砂更明顯的區(qū)別之一。機制砂中小于0.075mm的顆粒與河砂中小于0.075mm的顆粒性質(zhì)完全不同。河砂中的被稱作泥粉，泥粉對混凝土的工作性、體積穩(wěn)定性和耐久性都有不利的影響，但機制砂中的細小顆粒則被稱為石粉，石粉與母巖的物理化學(xué)性質(zhì)完全一樣，其對混凝土性能的影響也與泥粉完全不同。
當(dāng)集料處于水泥所形成的高堿性環(huán)境下，集料會逐漸的發(fā)生微弱的化學(xué)反應(yīng)，更為顯著的就是堿集料反應(yīng)川。水泥與集料之間微弱的化學(xué)反應(yīng)會使硬化后的水泥石與集料之間的ITZ過渡區(qū)更加密實，使二者之間的的粘結(jié)力更強。機制砂中的石粉與配制混凝土所用集料巖性相同，可以看作為混凝土中的微集料，除了具有微集料通常的填充作用，也具有一定的微弱活性，可以與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
大量的學(xué)者研究表明喇:石灰?guī)r石粉并非完全惰性，它在水化的過程中可以與水泥中的C達和C達F發(fā)生反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鈣，從而改善水泥基材料的一此性能。為了研究鋁酸鹽礦物與石灰?guī)r石粉的水化機理G.Kakali、S.Tsivilis、E.Aggeli和M.Bali，鍘定了C達單礦分別摻0%、10%、20%和35%的石灰石粉水化28天后的水化產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)摻加石灰?guī)r石粉后水化產(chǎn)物發(fā)生了明顯的變化，首先是碳鋁酸鹽的出現(xiàn)，石灰石粉的摻量愈大，C動1刃6·CO3·一IHZo、e抖A12o6·(eo3)0.5(oH)·11.SH20的衍射峰愈明顯。另一方面3Cao·AI刃3·Ca(OH)2·18H20和c動1刃6·caso4·1。的衍射峰隨著石灰?guī)r石粉摻量的增大而減小l3P。說明石灰?guī)r石粉的摻人抑制了硫鋁酸鹽的生成而加速了碳鋁酸鹽的生成。
Bonavetti等人用細度為317~420m2/kg的石灰石石粉作填充料(占水泥重量的20%以下)的研究結(jié)果表明，在很低水灰比的水泥漿中，水化程度隨石灰石填充料含量增加而增加;而高水灰比水泥漿中，水化產(chǎn)物體積隨著石灰石填充料含量的增加而增加。石灰石石粉雖不具有火山灰效應(yīng)，但與鋁酸鹽相反應(yīng)形成水化單碳鋁酸鈣。混凝土強度取決于膠空比(gel一sPaceratio)，而膠空比受水化程度的增加、水泥漿的稀釋以及有效水灰比增加的綜合影響。周明凱閻等人的研究認為:石粉對水泥水化具有增強作用，認為石粉在水泥水化反應(yīng)中起晶核作用，誘導(dǎo)水泥的水化產(chǎn)物析晶，加速水泥水化并參加水泥的水化反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鈣，并阻止鈣礬石向單硫型水化硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化。Pera問等人研究指出:對水泥漿體的抗壓強度來說，若石粉(含98.6%CaC03，比表面積為680m弧g)替代部分水泥(比表面積為364m呱鄉(xiāng)，則C產(chǎn)和CaC03發(fā)生反應(yīng)生成水化碳鋁酸鈣，并且阻止AFt向單硫型水化硫鋁酸鈣的轉(zhuǎn)變。但只是一小部分的CaC03與C3A發(fā)生反應(yīng)，大多數(shù)的CaC03還是作為惰性摻和料。所以當(dāng)石粉取代10%普通硅酸鹽水泥時，強度與未取代水泥時相差不大，甚至在某些齡期還高于純水泥漿體的。
Bonavetti和Irassarl3]研究了石粉對砂漿性能的影響。由于機制砂因顆粒分布、形狀、質(zhì)地等的不同，在試驗中用石灰石石粉、石英巖石粉、花崗巖石粉取代天然砂。采用相同的灰砂比(1:3)和固定的擴展度來拌制砂漿，研究了天然砂的石粉含量在5%、10%、15%、20%時對砂漿性能的影響。得出采用石英巖石粉在各個齡期和百分比取代時，抗壓強度呈遞增的趨勢。采用花崗巖石粉的抗壓強度則沒有明顯的規(guī)律，其含量在5%時，抗壓強度在各個齡期相比基準樣有所增加，10%的石粉含量時，7天的抗壓強度有所下降，28天、90天、180天的抗壓強度則高于平均強度，巧%和20%的石粉含量時，砂漿試塊在各齡