说说混凝土骨料级配的判定方法

颗粒级配是骨料的重要性能指标，良好级配的骨料具有各个粒级含量合理，既不过不多也不过少，具有较低的空隙率，在混凝土工作性相同的情况下可以降低用水量和胶凝材料用量。传统思想认为骨料仅仅起到惰性填充作用，对其改善混凝土性能及经济性的能力认识不足。随着机制砂等细骨料代替河砂使用，混凝土的骨料种类变得复杂，采用传统的先拟定各骨料的掺配比例，再通过试验调整的方法来进行配合比设计费时费力。采用骨料双因子理论结合ACI

筛分建议，不仅可以优化骨料级配，还可以根据级配情况预判混凝土拌合物工作性，为混凝土工作提供方便。（1）

ACI302.1R对骨料的筛余建议

ACI302.1R对混凝土各级骨料的筛余提供了相应的建议：最大孔径的筛子上的筛余和0.15mm筛子上筛余的推荐范围分别为0%～4%和1.5%～5%；0.6mm和0.3mm筛子上的建议筛余为8%～15%；对于最大粒径大于25mm的骨料，余下各级筛子的筛余量应在的8%～18%范围内，对于最大粒不大于25mm的骨料，如25mm或20mm，余下各级筛子的筛余量应控制在的8%～22%范围内。一般情况下，可以允许1～2个不相邻的筛子上的筛余量超出此范围，但是两个相邻筛子的筛余量之和不应低于5%且三个相邻筛子的筛余量之和不应低于8%。（2）粗糙度因子——工作性因子理论粗糙度因子——工作性因子理论是由美国的教授利用粗糙度因子（CF）和工作性因子（WF）两个参数来反映骨料级配与混凝土工作性之间的关系，利用两者的关系来控制和优化混凝土骨料的级配。在大量试验的基础上总结出了CF-WF图（如图1），并将CF-WF图分为五个区域，不同的区域代表了不同级配特点的骨料。区域1内混凝土骨料颗粒粗颗粒较多，为间断级配，拌合物易离析；区域2对应的骨料级配优良，对要求骨料最大粒径为20mm～40mm的混凝土来说，具有较好的工作性和经济性；区域3对应的骨料适用于骨料最大粒径不大于20mm的混凝土；区域4对应的骨料，细颗粒较多，易导致混凝土拌合物过粘，不仅影响可泵性和工作性，对混凝土的长期性能也不利，易产生收缩、开裂等问题；区域5对应的骨料细颗粒过少，混凝土拌合物表现为干涩、松散，粗骨料包裹性差，会造成混凝土工作性下降。把骨料颗粒按照粒径大小分为了三部分：Q、I和W。Q为骨料中粒径大于9.5mm的颗粒，主要起骨架作用和填充作用，能够降低混凝土收缩和裂缝的产生和发展。I

为骨料中粒径大于2.36mm并且小于9.5mm的颗粒，作为中间颗粒，是混凝土体系中空隙的主要填充材料，它的存在有利于混凝土流动性。W为骨料中粒径小于2.36mm

的颗粒，作为细颗粒能够起到润滑作用，对提高混凝土的工作性有利。WF和CF计算公式如下：式中，CF为粗糙度因子；WF为工作性因子；Q为骨料中粒径大于

9.5mm的颗粒质量百分比；I骨料中粒径小于9.5mm并且大于2.36mm的颗粒质量百分比；W为骨料中粒径小于2.36mm颗粒质量百分比；B为胶材质量，kg。利用上述公式可以计算（CF，WF），根据（CF，WF）的落点可以对混凝土骨料级配进行直观、全面的分析，评定骨料级配是否合理，需要对混凝土骨料的组成进行适当调整。CF的取值范围为0～100之间，若为100时，骨料的级配中缺乏2.36～9.5mm之间的颗粒，可视为间断级配，整体上表现为偏粗。若为0时，骨料中没有大于9.5mm以上的颗粒，整体上表现为偏细。当CF变小时，骨料中细颗粒含量过多，骨料中总比表面积大大增加，在不增加水泥浆量的情况下，水泥浆相对的变少了，从而影响了混凝土的工作性。在CF增大时，骨料中大颗粒含量增加，而中间颗粒含量减少，骨料的比表面积减少，水泥浆体与粗骨料的界面厚度增加，有利于混凝土拌合物工作性的提高。在CF取值适当，没有使骨料形成间断级配，引起混凝土离析的情况下，混凝土工作性能受WF影响较大。WF不仅与骨料级配有关，还受胶材用量的影响，当胶材用量较小时，浆体粘度较低，需要适当提高砂率以避免离析、泌水现象的发生。在相同胶材用量下，通过调整骨料级配，适当降低CF、增加WF能够改善混凝土的工作性