传统的自密实混凝土以天然河砂作细集料,但因近些年环保形势严峻,多地要求禁采或限采河砂,导致无天然砂可用的情况越来越多,采用机制砂代替河砂配制混凝土已成必然趋势。现有研究主要集中于机制砂自密实混凝土的配制方法、配合比的优化及工作性能研究等。但机制砂产品受原材料、生产工艺等因素的影响很大,致使不同产地、不同生产工艺机制砂的岩性、粒形、级配等质量指标有很大的差异。为指导山东地区机制砂的生产与使用,有必要对山东地区典型机制砂产品的质量指标及其对自密实混凝土性能的影响进行研究分析。本论文以山东鲁珠集团采用冲击破碎法生产的石灰岩质机制砂为研究对象,在全面对比机制砂与河砂在物理性质、粒形、颗粒级配等各方面差异的基础上,与河砂对比,研究机制砂对自密实混凝土工作性能（填充性、间隙通过性）、力学性能（抗压强度、抗折强度）及耐久性能（抗氯离子渗透性能、抗碳化性能）的影响,分析机制砂中石粉含量对混凝土耐久性的影响;并通过压汞试验对自密实混凝土孔结构进行了研究。研究结果表明:（1）与河砂相比,机制砂间隙率降低约7%,粒形粗糙多棱角,这使得混凝土流动性略有降低,坍落扩展度降低5%左右,但机制砂能显著提高混凝土的粘聚性,使机制砂自密实混凝土J环通过能力提高28%以上;机制砂颗粒粗糙多棱角的粒形特点能强化砂粒与水泥硬化浆体之间的结合界面,且机制砂颗粒之间会产生嵌锁效应,产生较大的机械啮合力,这均能显著提高混凝土的力学性能,抗压强度和抗折强度提高幅度分别在10%和15%以上;机制砂颗粒间的嵌锁效应使得机制砂对混凝土抗折强度的提高幅度大于抗压强度;与河砂自密实混凝土相比,机制砂自密实混凝土硬化浆体总孔体积减少10%、有害孔及多害孔的孔体积减少19%,氯离子迁移系数降低7%以上,28d碳化深度降低5%以上,可见粗糙多棱角的机制砂有利于混凝土的耐久性。（2）在不改变砂率的前提下,将机制砂中石粉含量从8%提高到12%,增加了混凝土体系的粉体含量,同时提高了混凝土的需水量,使机制砂自密实混凝土粘聚性增加,J环通过能力提高20%左右。机制砂中的石粉含有较多粘土矿物,会削弱胶凝材料与集料界面过渡区的粘结力;将机制砂中石粉含量从8%提高到12%,会降低自密实混凝土中机制砂颗粒的含量,减弱机制砂颗粒的骨架作用,不利于机制砂自密实混凝土的力学性能,使抗压强度降低3%、抗折强度降低6%,但与同配合比的河砂自密实混凝土相比,抗压强度高3%、抗折强度高9%左右。机制砂中含有一定量的石粉,能优化硬化浆体的孔结构,机制砂中石粉含量从8%提高到12%,机制砂自密实混凝土硬化浆体总孔体积减少10%以上,有害孔及多害孔的孔体积减少近20%,这显著改善了机制砂自密实混凝土的耐久性,氯离子迁移系数降低约8%、28d碳化深度降低7%以上。（3）机制砂自密实混凝土的总孔隙率与其抗压强度、抗折强度呈负相关性;混凝土在承受外力荷载时,孔隙率越大,越容易出现应力集中的现象,造成自密实混凝土的承载能力下降,力学性能（抗压强度、抗折强度）降低。机制砂自密实混凝土的总孔隙率与非稳态氯离子迁移系数、28d龄期碳化深度呈正相关性;孔隙率越大,混凝土越易遭受氯离子、CO₂气体的侵蚀。（4）随着混凝土龄期的增长,自密实混凝土中少害孔及无害孔的孔体积呈现出逐渐减小的趋势,而少害孔及无害孔相对所占比例持续增加。表明随着龄期的增长,水化反应持续进行,水化产物填充孔隙使得自密实混凝土的有害孔及多害孔逐渐转化为少害孔及无害孔,少害孔及无害孔逐渐填充密实。