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粗骨料颗粒级配对混凝土强度的影响

文章出处:巴固地坪——官网人气:-发表时间:2018-04-24 00:00:00【

幸运赛车选双独技巧 www.qwqz.net  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料的各方面性能均有较高的要求。


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。
 

 

 

 

 

最大粒径
1

 

 

 

 


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用大一些的[1]。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1 C20级混凝土实验结果

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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20~25mm[3]。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和加拿大Atcin认为[2],对大多数岩石来说,如果把最大粒径减小到10~15mm,通??梢韵橇系哪谠谌毕??;炷燎慷任?0~100MPa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2 C50级混凝土实验结果

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颗粒级配
2

 

 

 

 


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[1]: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??帕<杜湓胶?,空隙率越小??捎晒絇=(1-ρ0Πρ1)×100%计算,其中P为空隙率,ρ0为试样的松散(或紧密)密度,ρ1为试样密度。一般碎石的空隙率控制在44%以内为宜。

 

表3 C50级混凝土碎石级配实验结果

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表面特征和颗粒形状
3

 

 

 

 


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。一般情况下,卵石表面光滑,少棱角,空隙与表面积较小,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,空隙率和总表面积大,与卵石混凝土比较,碎石混凝土所需水泥浆较多,但与水泥浆的粘结力较强。图1也充分说明了这一点。所以在同样条件下,碎石混凝土强度高,故配制高强混凝土宜用碎石。

碎石的颗粒形状以接近球形或立方体形为优,以针状、片状颗粒为差。当含有较多的针、片状颗粒时,将增加空隙率,降低混凝土拌合物的和易性,骨料界面粘结力下降,并且针、片状颗粒受力时容易折断,进而影响混凝土强度?!侗曜肌饭娑?,碎石或卵石中针、片状颗粒含量应符合表4的要求。


表4 针、片状粗骨料颗粒含量

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图1 骨料品种对混凝土强度的影响


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强度
4

 

 

 

 


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80~100MPa;粗?;ǜ谘已沂慷瓤纱?20~140MPa;非常坚硬的粗?;ǜ谘仪慷瓤纱?80~200MPa[2]。要求岩石的抗压强度与混凝土强度之比不应小于115。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,水泥砂浆构成的水泥强度较高,所以要求碎石的强度也要相应提高。在工程中,一般衡量粗骨料强度大都采用压碎指标?;炷燎慷鹊燃段狢60级以上时应进行岩石抗压强度检验,其他情况下如有怀疑或认为有必要时也可进行岩石的抗压强度检验。碎石的压碎指标应符合表5规定。


表5 粗骨料的压碎指标值

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综上所述,碎石的最大粒径对普通混凝土的性能影响不大;对高性能混凝土有显著影响,我国现行规范规定为不超过3115mm,通常取20~25mm??帕<杜涠曰炷恋男阅苡泻艽笥跋?,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。

 
 


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