近年来，机制砂石产业迅速发展，干法生产成为行业的主要工艺之一，而干法生产机制砂石不可避免的产生大量石粉，如何利用好石粉成为下游混凝土企业的难题，也是影响砂石生产企业的痛点之一。

在2023年3月28日，由江苏省砂石协会筹备组牵头组织召开的以“打造砂石命运共同体，赋能绿色建材科技新发展”为主题的2023江苏省砂石发展及绿色建材转型升级专业论坛上，中国砂石协会融媒体中心专访了中国建筑科学研究院总工程师冷发光，请他为我们讲述——石粉的综合利用及未来砂石骨料的发展方向。

中国建筑科学研究院总工程师 冷发光会

冷发光：机制砂的应用在我国是大势所趋，随着天然河砂的禁采和限产，机制砂的使用会越来越多。论坛上，据中国砂石协会会长胡幼奕介绍，目前我国机制砂石应用占比已超过80%，天然砂石的市场占比不足20%。机制砂最大的一个特点就是粉体含量较多，也就是所谓的石粉。同样是石粉，不同的岩石、不同的工艺加工出的机制砂，石粉的含量和成分差别是比较大的，对混凝土性能的影响也有差异。到底怎么用，对于机制砂来说，石粉含量可参考国标、行标的相关规定。当然，对于某一个指标，目前指定的标准中有相一致的，也有不一致的地方，这是由大家根据不同的研究应用经验所决定的。不同行业的工程对石粉的认识也不太一样，经验积累多少也不一样，所以有差别。但是总体来说就在我们这次建筑用砂国标修订以前，从国家整体角度说，石粉的用量是不能超过10%，国标修订后Ⅰ类机制砂的石粉含量根据亚甲蓝值判断最高不超过15%，这个是对于普通的一般的工程。要是重要的工程，不能超过3%，如果在铁路、核电等行业要求将会更严格。

随着机制砂的应用规模越来越大，石粉的产生是必然的、不可避免的。如果不能合理使用，一方面会造成资源浪费，另一方面也会产生新的环境问题。如何把石粉利用起来，是我们必须要解决的问题。这方面，中国建材科学研究院做了很多研究，国家的课题、工程的实践技术咨询，包括我们在制修订标准前后，本身做的一些研究工作，积累了不少经验。在此次论坛的报告中，我介绍了新的石粉含量配合比设计思路。大家知道混凝土之所以成为科学，水胶比和强度有其基本的线性关系，这是我们对应学科的基础。但是如果石粉的应用、配合比设计还按照传统的方法，会发现它不满足线性。我们发现如果适度调整一部分的话，就能把石粉用得比较好。现有研究，包括工程实践的经验得出，石粉用量低于5%以下时不要算作胶凝材料，就算作机制砂中的石粉；如实际用量达到10%时，剩余的5%算胶凝成分，但又不是全部算。适当调整水胶比和胶凝材料，在去做配合比设计时，就会发现水胶比与强度在混凝土中呈现的规律性就比原来好得多。这样既能够把石粉充分利用起来，又能够用得比较好，还能够降低成本，解决固废的问题。

中国砂石协会：面对不同岩性的岩石，其对应的石粉综合利用有什么不同？

冷发光：岩性不同，石粉差别比较大。现在行业中用的相对比较成熟的是石灰石粉，无论在建工行业、水利行业都用得比较早。石灰石粉应用比较广泛，主要是因为石灰岩的岩性、强度、软硬程度都适合，这种母岩做出来的石粉特性比较稳定。大部分石灰石粉带有一定的减水效果，所以混凝土的工作性可以得到改善，工作性一改善，水胶比就可以降下来，外加剂的用量也可以降下来了，混凝土的强度也不会受到影响。但片麻岩、花岗岩、凝灰岩等的成岩作用不同，其产生的石粉吸附性差别非常大。如果说石灰石粉可以用到10%，那片麻岩石粉可能就不能用到10%。当然，这也需要看应用于什么样的工程，不同的工程，石粉对混凝土强度、收缩、抗氯离子等性能的影响跟环境条件有关。

石粉的粒径不同，对混凝土的性能就有不同的影响，这涉及到级配的问题。以前混凝土讲级配，主要是讲砂石的级配。但把混凝土做好，不仅仅局限于砂石，还需要与粉体、水泥、水泥掺和料混在一起讲级配，这方面强调的是物理级配。对于不同材料匹配以后，它的化学产物微观的匹配，叫化学级配。物理级配是填充，化学级配看物质的化学组成，两个级配的综合考虑将会对混凝土的制备技术有很大的提升。

中国砂石协会：我们了解到，砂石骨料的五大来源中有一部分是再生骨料。对于再生骨料破碎生产的砂石中含有的石粉和砖粉等粉体，是否也可以和传统石粉一样，将其应用于混凝土中？

冷发光：在再生骨料的标准中，需要区分它的应用场合，比如：再生混凝土做的骨料，我们将之分成优等级和合格品，优等级用于C30以上的混凝土，合格品用于C30以下的混凝土。因骨料本身有差别，其粉体差异就更显著，再生粉体应用需与机制砂中的石粉应用区别开来，相关标准对其的应用掺量、指标及场合都有严格的规定。

中国砂石协会：您是研究高性能混凝土方面的专家，请您从高性能混凝土方面，为我们讲解未来砂石骨料的发展方向。

冷发光：目前，国家基础设施规模庞大，对大多数建筑工程来说，经过10年以上时间会出现收缩开裂及耐久性问题。延长建筑工程使用寿命，解决耐久性等相关问题是高性能混凝土的重要研究方向。其中对原材料的品质要求相当严格，用高品质砂石骨料才能真正做出高性能混凝土。

首先，在技术效果方面，高品质骨料制备的混凝土工作性容易满足，不易开裂，水泥用量、胶凝材料、浆体、用水量及外加剂用量都可以降下来，在经济值综合程度上来说是非常好的。其次，高品质骨料制备的混凝土耐久性的提高对社会价值和环境价值贡献更大。所以现在国家标准倡导的高品质砂石骨料在其粒形、级配及有害物质含量、合适的粉体含量等方面有着较严格的要求。优质常规的原材料加上优化的配合比设计，就能做出满足设计要求的高性能混凝土，也对现在的“双碳”“绿色”发展战略非常有好处。