近年来国内外学者对掺石粉混凝土的研究保持较高的关注度。研究表明将大理石粉掺入到砂浆中能够提高砂浆的抗压强度,改善孔隙结构,降低砂浆收缩率和渗透率。但是,目前针对大理石粉对混凝土性能的影响各学者说法不一,尤其是其对混凝土流变性能的影响研究很少。目前的研究主要以石粉代替水泥来进行(称为水泥替代法),对混凝土各项性能的提升效果有限,并且通常取代量很小。而也有研究表明,采用石粉替代细骨料(称为细骨料替代法),能够提高混凝土的抗压强度,具有较好的环保效益。近年来,有学者提出了一种新的替代法,称为浆体替代法。该方法将石粉等体积替代水泥浆体(水+水泥),该方法在保证水灰比不变的前提下掺入石粉,能够在显著提高抗压强度的同时大幅降低水泥的使用量,具有很好的环保和经济综合效益。但是,目前尚未清楚细骨料替代法和浆体替代法对掺大理石粉混凝土是否有效果。基于上述背景,本课题基于细骨料替代法和浆体替代法,分别设计了一系列以大理石粉替代细骨料的混凝土配合比和一系列以大理石粉替代水泥浆体的混凝土配合比,开展的实验内容包括混凝土流变性能试验和单轴抗压力学性能试验。研究内容主要分为以下三部分:(1)基于细骨料替代法,以大理石粉替代率和水灰比作为控制变量设计16组混凝土配合比,进行坍落扩展度试验、V型漏斗试验、筛析稳定性试验、L型箱试验、流变仪测量试验等一系列流变试验,探究大理石粉对混凝土拌合物流变性能的影响。试验结果表明:随着水灰比的提高,混凝土的坍落扩展度、流动速率和钢筋间隙通过比越大,屈服应力和表观粘度越小,但整体变化幅度较小。随着大理石粉替代率的提高,混凝土拌合物的坍落扩展度、流动速率、钢筋间隙通过比越大,屈服应力和表观粘度越小,但筛析指数会提高。总体来说,对混凝土拌合物流变性能的影响作用,大理石粉替代率高于水灰比。基于细骨料替代法,当水灰比为0.40时,大理石粉替代率可达12%,不仅减少34.3%的河砂使用量,还显著提高混凝土拌合物的和易性、流动性和窄口通过性等性能,具有较好的综合效益。(2)将上述16组基于细骨料替代法的混凝土拌合物进行浇筑养护后,进行混凝土单轴抗压力学试验,探究基于细骨料替代法掺入大理石粉对混凝土力学性能的影响规律。结果表明:总体来说,进行振捣造成混凝土抗压强度和弹性模量的降低,基于细骨料替代法的大理石粉混凝土可以免去振捣工序;随着水灰比的提高,混凝土抗压强度和弹性模量越低,轴向应力-应变曲线上升段斜率更小,下降段更平缓;在水灰比较低(0.40和0.45)时,随着大理石粉替代率的提高,轴向应力-应变曲线上升段斜率越大,下降段越陡峭,混凝土抗压强度和弹性模量越大;当水灰比较高(0.50和0.55)时,随着大理石粉替代率的提高,混凝土抗压强度和弹性模量先提高后降低,在替代率为8%时达到最大。而振捣、水灰比和大理石粉替代率对混凝土的泊松比则无明显的影响。采用细骨料替代法,大理石粉替代率为12%,水灰比为0.40时,不仅减少34.3%的河砂使用量,还使抗压强度提高30.4%和弹性模量提高11.2%,具有较高的环保和经济综合效应。(3)基于浆体替代法,以大理石粉替代率和水灰比作为控制变量设计19组混凝土配合比,进行坍落度试验和单轴抗压力学性能试验,探究大理石粉对混凝土的减水剂剂量和力学性能的影响规律。结果表明:随着水灰比的提高,为达到相同的坍落度标准,所需的减水剂剂量降低,混凝土的抗压强度和弹性模量也降低;随着大理石粉替代率的提高,减水剂剂量增加,轴向应力-应变曲线的上升段斜率更大,下降段更陡峭,混凝土抗压强度和弹性模量显著提高,泊松比则无明显变化。基于浆体替代法,大理石粉替代率为9%,水灰比为0.45时,可减少26.5%的水泥使用量,还使抗压强度提高25.2%和弹性模量提高20.6%,而2%的减水剂剂量相对较低,具有很好的环保和经济综合效益。