目前,机制砂迅速替代天然砂成为主力砂源。但是以片麻岩机制砂等为代表的高吸附性机制砂由于在预拌混凝土中应用会使减水剂用量显著增大,和易性较差,导致其在混凝土工程应用中受到很大限制,矿山现场石粉大量堆积,资源得不到充分利用。尽快形成高吸附机制砂及其石粉应用的解决方案,可以大量消纳石粉,不仅可以缓解优质机制砂以及掺合料供不应求的现状,同时可以减少因废弃石粉排放带来的生产秩序和环保问题,具有重大的社会和经济效益。本课题以片麻岩机制砂及其石粉制备防水砂浆为研究内容,掺合料(粉煤灰)占胶材的40%,石粉以0%、25%、50%、75%、100%替代粉煤灰制备防水砂浆。探究石粉替代率对“水泥-粉煤灰-石粉”三元复合胶材体系性能的影响规律,并通过水化热、水化生成产物以及微观形貌等方面从机理层面进行解释分析。研究石粉替代率对防水砂浆性能的影响,以及通过SEM和MIP观察分析防水砂浆微观结构变化。主要结论如下:(1)石粉替代率对三元复合胶材体系的影响:随着石粉替代率的提高,胶材体系的标准稠度用水量逐渐提高,初凝和终凝时间逐渐缩短;石粉替代率在25%~75%左右时胶材体系净浆的屈服应力、塑性黏度、滞后环面积均较低,净浆流变性能较好,且石粉替代率为50%时最佳;胶材体系与聚羧酸减水剂在石粉替代率≤50%时相容性均较好;石粉的掺入会降低胶材体系的水化放热总量,但对水化产物的种类并无较大影响。(2)石粉替代率对防水砂浆和易性和力学性能的影响:随着石粉替代率的提高,防水砂浆2h稠度损失率逐渐增大,但均满足《预拌砂浆》(GB/T 25181-2010)中≤30%的要求;不同石粉替代率下防水砂浆保水性较好,远高于《预拌砂浆》中≥88%的要求;石粉替代率为25%~75%时砂浆的流变性能较好,且50%替代率砂浆的流变性能最佳;石粉替代率对防水砂浆的28d抗压强度、抗折强度、压折比影响不大。(3)石粉替代率对防水砂浆抗渗性、耐久性及变形的影响:防水砂浆中掺入石粉可导致其抗冻性能略有降低,但均满足规范要求;掺入石粉会降低防水砂浆的收缩和开裂敏感性,且石粉替代率在50%和75%时表现最好;防水砂浆抗渗性能较好,各组砂浆的抗渗压力均达到《预拌砂浆》P6抗渗等级,且石粉替代率≤50%时均达到P8抗渗等级,甚至可以达到P10;降低水胶比可提高防水砂浆的抗渗性能,但会使砂浆和易性变差;石灰岩和片麻岩机制砂及其石粉制备的防水砂浆在抗渗性能方面差异不明显。总体来看,利用高吸附性机制砂石粉替代粉煤灰制备防水砂浆具有技术可行性,有利于机制砂石产业的健康发展和绿色矿山建设,具有广阔的应用前景。