粗骨料颗粒级配对混凝土强度的影响.pdf

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1、焦作工学院学报(自然科学版),第23卷,第3期,2004年5月JournalofJiaozuoInstituteofTechnology(NaturalScience),Vol123,No13,May2004粗骨料颗粒级配对混凝土强度的影响王雨利,管学茂,潘启东,廖建国(焦作工学院资源与材料工程系,河南焦作　454000)摘要: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和颗粒形状、强度对混凝土性能的影响.经分析得知,粗集料各方面的性能对混凝土的性能有较大的影响,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,高性能混凝土对粗集

2、料的各方面性能均有较高的要求.关　键　词:粗骨料;连续级配;间断级配中图分类号:TU5281041文献标识码:A文章编号:1007O7332(2004)03O0213O03　　粒径在5mm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.粗骨料在混凝土中约占70%,是混凝土的主要组成成分.本文就粗骨料的物理性质对混凝土性能的影响分析如下.1　最大粒径石子的粒径越大,其比表面积相应减小,因此所需的水泥浆量相应减少,在一定的和易性和水泥用量的条件下,则能减少用水量而提高混凝土强度,从这个意义上说,石子的粒径应尽量选

3、用大一些[1]的.但并不是粒径越大越好,一是粒径越大,颗粒内部缺陷存在的机率越大;二是粒径越大,颗粒在混凝土拌合中下沉速度越快,造成混凝土内颗粒分布不均匀,进而使硬化后的混凝土强度降低,特别是流动性较大的泵送混凝土更加明显.在普通混凝土中,碎石的最大粒径是根据构件的截面尺寸和钢筋间距来确定,粒径的大小对强度影响不大.对此,我们做了实验,其实验结果如表1.表1C20级混凝土实验结果Tab11TheexperimentresultofC20concrete配合比水泥用量外加剂砂率粗骨料Pmm抗压强度PMPa序号WPC水泥∶砂∶碎石-3)P%P%5～2020～4040～6

4、07d28dP(kg·m10161∶212∶41032001835151623168021811231620161∶212∶4103200183515398882—18102318当混凝土水胶比较小(一般为不大于014)时,碎石的最大粒径对混凝土强度的影响就很显著,国外一般认为其最大粒径不宜超过10mm,我国现行规范规定为不超过3115mm,通常取20～[3]25mm.对此,我们也做了相应的实验,实验结果如表2.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.美国Mehta收稿日期:2003O08O26;

5、　修回日期:2003O10O16基金项目:河南省自然科学基金项目(0111040500)作者简介:王雨利(1975O),男,山东青岛人,在读硕士研究生,主要研究方向为高性能混凝土.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　焦作工学院学报214(自然科学版)2004年第23卷[2]和加拿大AÇtcin认为,对大多数岩石来说,如果把最大粒径减小到10～15mm,通常可以消除骨料的内在缺陷.混凝土强度为60～100MPa时,石子最大粒径可以选为不大于20mm,强度超过100MPa时,石子最大粒径不能超过12mm.日本建议超高强混凝土石子的最大粒径在10mm以下.但也不是说粒径

6、越小越好,粒径太小,使得石子的比表面积增加,空隙率增大,势必要增加水泥用量,提高成本,否则会影响混凝土的强度.同时,粒径越小加工时粘附在石子表面上的粉尘越多,给施工冲洗带来困难,一旦冲洗不干净,则会大大削弱骨料界面的粘结力,进而降低混凝土的强度.表2C50级混凝土实验结果Tab12TheexperimentresultofC50concrete配合比水泥用量外加剂砂率粗骨料Pmm抗压强度PMPa序号WPC水泥∶砂∶碎石-3)P%P%5～2020～4040～607d28dP(kg·m10141∶113∶215498018341210230382042185012201

7、41∶113∶2154980183412367878—451655132　颗粒级配级配对混凝土的和易性、经济性有很大影响,直接影响到混凝土的强度、抗渗、耐久性.较好的骨料级配应当是:空隙率小,以减少水泥用量并保证密实度;总表面积小,以减少湿润骨料表面的需[1]水量;有少量的细颗粒以满足和易性的要求.石子的级配有两种:即连续级配和间断级配.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.从表3中可以看出,连续级配和间断级配均对混凝土的性能有较大的影响.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.可由公式P=(1-ρ0Pρ1