粗骨料顆粒級配對混凝土抗折強度的影響

作者來源：中譽鼎力 | 發(fā)布時間： 2018-08-09

導讀：

粒徑在5mm以上的巖石顆粒稱為粗骨料，即石子。粗骨料是混凝土的主要組成材料，其特征和性能直接影響和決定著混凝土的性能。粗骨料在混凝土中約占70%，是混凝土的主要組成成分。 1、大粒徑石子的粒徑越大，其比表面積相應減小，因此所需的水泥漿量相應減少

粒徑在5mm以上的巖石顆粒稱為粗骨料，即石子。粗骨料是混凝土的主要組成材料，其特征和性能直接影響和決定著混凝土的性能。粗骨料在混凝土中約占70%，是混凝土的主要組成成分。

1、大粒徑

石子的粒徑越大，其比表面積相應減小，因此所需的水泥漿量相應減少，在的和易性和水泥用量的條件下，則能減少用水量而提高混凝土強度，從這個意義上說，石子的粒徑應盡量選用大一些的[1]。但并不是粒徑越大越好，一是粒徑越大，顆粒內部缺陷存在的機率越大;二是粒徑越大，顆粒在混凝土拌合中下沉速度越快，造成混凝土內顆粒分布不均勻，進而使硬化后的混凝土強度，是流動性較大的泵送混凝土更加。在普通混凝土中，碎石的大粒徑是根據(jù)構件的截面尺寸和鋼筋間距來，粒徑的大小對強度影響不大。對此，我們做了實驗，其實驗結果如表1。

當混凝土水膠比較小(一般為不大于014)時，碎石的大粒徑對混凝土強度的影響就很顯著，外一般認為其大粒徑不宜過10mm，我現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定為不過3115mm，通常取20～25mm[3]。對此，我們也做了相應的實驗，實驗結果如表2。從表2中可見，碎石的大粒徑對高強混凝土的強度有較大影響。因此，對于高性能混凝土，所用石子的大粒徑要有限制。美Mehta和加拿大Atcin認為[2]，對大多數(shù)巖石來說，如果把大粒徑減小到10～15mm，通�？梢怨橇系膬仍谌毕��；炷翉姸葹�60～100MPa時，石子大粒徑可以選為不大于20mm，強度過100MPa時，石子大粒徑不能過12mm。日本建議高強混凝土石子的大粒徑在10mm以下。但也不是說粒徑越小越好，粒徑太小，使得石子的比表面積增加，空隙率增大，勢要增加水泥用量，提高成本，否則會影響混凝土的強度。同時，粒徑越小加工時粘附在石子表面上的粉塵越多，給施工沖洗帶來困難，一旦沖洗不干凈，則會大大削弱骨料界面的粘結力，進而混凝土的強度。

2、顆粒級配

級配對混凝土的和易性、經(jīng)濟性有很大影響，直接影響到混凝土的強度、抗?jié)B、耐久性。較好的骨料級配應當是:空隙率小，以減少水泥用量并密實度;總表面積小，以減少濕潤骨料表面的需水量;有少量的細顆粒以滿足和易性的要求。石子的級配有兩種[1]：即連續(xù)級配和間斷級配。關于級配對混凝土的影響，我們做了實驗，實驗結果如表3所示。從表3中可以看出，連續(xù)級配和間斷級配均對混凝土的性能有較大的影響。因此，在不具備連續(xù)級配的碎石時，可以采用間斷級配。顆粒級配越好，空隙率越小�？捎晒絇=(1-ρ0Πρ1)×100%計算，其中P為空隙率，ρ0為試樣的松散(或緊密)密度，ρ1為試樣密度。一般碎石的空隙率控制在44%以內為宜。

3、表面特征和顆粒形狀

碎石的表面特征主要是指骨料表面的粗糙程度及形成的空隙特征等。一般情況下，卵石表面光滑，少棱角，空隙與表面積較小，拌制混凝土時用水泥量較少，和易性較好，但與水泥漿的粘結力較差;碎石顆粒粗糙有棱角，空隙率和總表面積大，與卵石混凝土比較，碎石混凝土所需水泥漿較多，但與水泥漿的粘結力較強。圖1也說明了這一點。所以在同樣條件下，碎石混凝土強度高，故配制高強混凝土宜用碎石。

碎石的顆粒形狀以接近球形或立方體形為優(yōu)，以針狀、片狀顆粒為差。當含有較多的針、片狀顆粒時，將增加空隙率，混凝土拌合物的和易性，骨料界面粘結力下降，并且針、片狀顆粒受力時容易折斷，進而影響混凝土強度。《》規(guī)定，碎石或卵石中針、片狀顆粒含量應符合表4的要求。

表4 針、片狀粗骨料顆粒含量

4、強度

石子有很高的強度，即使是經(jīng)強烈風化的低強度花崗巖，其巖石抗壓強度也可達80～100MPa;粗�；◢弾r巖石強度可達120～140MPa；堅硬的粗�；◢弾r強度可達180～200MPa[2]。要求巖石的抗壓強度與混凝土強度之比不應小于115。因此，在普通混凝土中，碎石的強度對混凝土強度的影響不大，但對高強混凝土則大不相同。高強混凝土的水膠比較小，水泥砂漿構成的水泥強度較高，所以要求碎石的強度也要相應提高。在工程中，一般衡量粗骨料強度大都采用壓碎指標�；炷翉姸鹊燃墳镃60級以上時應進行巖石抗壓強度檢驗，其他情況下如有懷疑或認為有要時也可進行巖石的抗壓強度檢驗。碎石的壓碎指標應符合表5規(guī)定。

綜上所述，碎石的大粒徑對普通混凝土的性能影響不大;對高性能混凝土有顯著影響，我現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定為不過3115mm，通常取20～25mm。顆粒級配對混凝土的性能有很大影響，粗骨料級配后的空隙率應不大于44%。表面特征以表面粗糙為好，顆粒形狀以接近球形或立方體形為優(yōu)。其強度對普通混凝土性能幾乎無影響，高性能混凝土對此有較高要求。