粗骨料性能对混凝土强度的影响.doc

期刊文献均是精品，欢迎下载学习！粗骨料性能对混凝土强度的影响卢亮亮（山东淄建集团有限公司，山东 淄博 255000）职称论文代发表摘要: 粗骨料各方面的性能对混凝土都有较大的影响，其中以最大粒径和颗粒级配对混凝土性能的影响最为显著，高性能混凝土对粗骨料的各方面性能要求更高。本文分析了粗骨料的最大粒径、颗粒级配对混凝土强度的影响，并从理论上分析了其表面特征及物理性能对混凝土性能的影响。关 键 词:粗骨料;级配;强度在混凝土工程中粒径在0.15-5mm之间的岩石颗粒称为细骨料，粒径在5 mm以上的岩石颗粒称为粗骨料，即石子。粗骨料是混凝土的主要组成材料，其特征和性能直接影响和决定着混凝土的性能。本文就粗骨料的各方面的性能对混凝土强度的影响做如下分析。1、最大粒径骨料的公称粒径的上限为该粒级的最大粒径。骨料的最大粒径大，比表面积小，空隙率也比较小。这就可以节省水泥与用水量，提高混凝土的密实度，抗渗性，强度。所以一般尽量选用较大的骨料最大粒径。最大粒径的尺寸选择受结构物的尺寸及钢筋的密度限制，在选择最大粒径时，应该视具体工程特点而定。粒径越大，颗粒内部缺陷存在的机率越大;粒径越大，颗粒在混凝土拌合中下沉速度越快，造成混凝土内部颗粒分布不均匀，进而使硬化后的混凝土整体强度降低。在普通混凝土中 ，粗骨料的最大粒径对强度影响不大。对此，我们做了实验，其实验结果如表 1。表1 C30混凝土试验结果序号W/C水 泥用 量（kg/m3）外加剂（%）砂率（%）粗骨料（mm）抗压强度（Mpa）5-1010-2525-407d28d10535008371353057602693762053500837380820-272385但是在配制高强混凝土时，碎石的最大粒径对混凝土强度却较为为显著，我国现行规范规定为不超过 31.5mm ，通常取 2025 mm 。对此 ， 我们也做了相应的实验，实验结果如表2。表2 C60级混凝土试验结果序号W/C水 泥用 量（kg/m3）外加剂（%）砂率（%）粗骨料（mm）抗压强度（Mpa）5-1010-2525-407d28d10353010371152707604696462035301037335820-562703从表2中可见，碎石的最大粒径对高强混凝土的强度有较大影响。因此，对于高性能混凝土，所用石子的最大粒径要有限制。混凝土强度为60100MPa时，石子最大粒径可以选为不大于20mm。在配制高强混凝土时要限制粗集料的最大粒径，其主要原因如下： 在集料与水泥石界面，不可避免地存在着界面过渡区，这是混凝土中的最薄弱环节。集料尺寸越大，界面过渡区也越大。在混凝土受力过程中，较大缺陷边缘将产生较大的应力集中，使得混凝土承受荷载的能力下降，因而混凝土强度降低。由于水泥石与集料弹性变形性能的不一致性，在混凝土受力过程中将产生混凝土内部应力分布的不均匀性。集料粒径越大，混凝土各部分所承受的应力差别也越大。由于上述这些原因，具有较大粒径集料的混凝土往往难以达到很高的强度，因此，在配制高强混凝土时常常限制集料的最大粒径。2、颗粒级配骨料的级配如果选择不当，则需要多耗费水泥浆，才能使混凝土获得良好的流动性。有时，即使多使用水泥，硬化后的性能也受一定的影响。故骨料级配具有一定的现实意义。关于级配对混凝土的影响，我们做了实验，实验结果如表3 所示。序号W/C水泥用量（kg/m3）外加剂（%）砂率（%）粗骨料（mm）抗压强度（Mpa）5-1010-2525-407d28d1035301039-114046859220353010351063207145626833035301037266-874679从表3 中可以看出，连续级配和间断级配均对混凝土的强度有较大的影响。因此，在不具备连续级配的碎石时，可以采用间断级配。颗粒级配越好，空隙率越小。一般碎石的空隙率控制在44 %以内为宜。3 、物理性能和表面特征碎石的表面特征主要是指骨料表面的粗糙程度及其颗粒形状等。一般情况下，卵石表面光滑，少棱角，空隙较小，拌制混凝土时用水泥量较少，和易性较好，但与水泥浆的粘结力较差; 碎石颗粒粗糙有棱角，空隙率和总比表面积大，与卵石混凝土比较，碎石混凝土所需水泥量较大，但与水泥浆的粘结力较强。骨料的颗粒形状以接近球形或立方体形为优，针片状颗粒为差。针片状颗粒容易增加空隙率，降低混凝土的和易性，破坏界面间的粘结力，并且针片状颗粒容易折断，所以针片状颗粒必须根据强度等级进行限制。 4、强度JGJ52规定，岩石的抗压强度应该为混凝土强度的1.5倍以上。天然石子有很高的强度 ，即使是经强烈风化的低强度花岗岩，其岩石抗压强度也可达 80100 MPa。因此，在普通混凝土中，碎石的强度对混凝土强度的影响不大，但对高强混凝土则大不相同。高强混凝土的水胶比较小，水泥砂浆构成的强度较高，所以要求碎石的强度也要相应提高。综上所述 ，碎石的最大粒径对普通混凝土的性能影响不大; 对高性能混凝土却有显著影响，我国现行规范规定骨料的最大粒径为不超过31.5 mm，通常取2025 mm，粗骨料级配后的空隙率应不大于 44 %。表面特征以表面粗糙为好，颗粒形状以接近球形或立方体形为优。其强度对普通混凝土性能几乎无影响，高性能混凝土对此有较高要求。参考文献1冯乃