粗骨料对混凝土的影响

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当粗骨料最大粒径大于40mm时,若采用减少用水量的方法增加混凝土的强度,则可能会因骨料与水泥砂浆的粘结面减少和骨料分布的不均匀,导致混凝土内部骨架的结构不连续而产生不利影响。对于富水泥用量(水泥用量大于350kg/m3)的混凝土,这种情况更为突出。因此,可以认为,粗骨料的最大粒径与混凝土的水泥用量有密切关系。

根据实验测量统计数据表明,粗骨料最大粒径与混凝土抗压强度的关系曲线,存在粗骨料最大粒径临界点,粗骨料最大粒径大于此临界点时,混凝土的强度反而会下降。有关学者对此现象解释为:由于粗骨料粒径的增大,削弱了粗骨料与水泥砂浆的粘结面积并造成了混凝土内部结构的不连续性。

实验证明,在非匀质的混凝土中粗骨料与水泥砂浆的界面粘结是混凝土强度的最薄弱环节,由于干缩在混凝土中产生的拉应力和剪应力,一般是随着粗骨料粒径的增大而增大。当拉应力或剪应力超过了水泥和粗骨料的界面粘结强度,则将产生微细裂缝,持续受荷时这些产生于水泥砂浆与骨料结合面的微细裂缝逐步发展到水泥砂浆,最终导致结构破坏。试验研究资料中通过大量的卵石混凝土试验,分别采用了矿渣硅酸盐水泥、油井水泥和中砂、特细砂配制混凝土,均取得了混凝土的抗压强度随着骨料最大粒径的减小而提高的效果。把这种现象称之为“粗骨料的粒径效应”。试验结果还反映,无论采用标准养护或水中养护,掺加混凝土减水剂与否,从R7到R365不同龄期均有明显的粒径效应。对于在工程结构上具有实用意义的混凝土棱柱体强度,具有更好的粒径效应。在碎石混凝土的试验中,由于碎石的表面特征与卵石不同,且含有一定量的片状颗粒等原因,在立方体试件上虽未明显反映出与卵石混凝土相同的规律,但其在混凝土棱柱体强度与立方体强度的比值方面仍然反映出明显的粒径效应(见表2)。

可以看出,无论是资料值还是规范值,棱柱体强度与立方体强度的比值,都是随着骨料粒径的减小而提高。另一个试验研究资料通过实验结果和理论研究指出,骨料粒径愈大,界面就愈易开裂。在一定外荷载的作用下,界面裂缝首先较大粒径的粗骨料处产生,而粒径较小的粗骨料在此时并未产生界面裂缝。随着外荷载的增加,界面裂缝才开始在较小粒径的粗骨料处出现。但是直到破坏荷载时,仍有相当一部分的大粒径的粗骨料的界面并未开裂。粗骨料的粒径效应不仅反映在混凝土的抗压强度上,在混凝土的抗拉强度上也有明显的粒径效应。通过湿筛前后混凝土抗拉强度的对比,在扣除了试件的尺寸因素的水泥砂浆含量的影响外,已经获得了粗骨料最大粒径为40mm~150mm的混凝土抗拉强度的粒径效应系数。无粗骨料“粗砂混凝土”的研究、开发和应用,实际上是在钢丝网水泥结构上采用了高强度、结构用的水泥砂浆。以强度相近的混凝土与水泥砂浆相比,还可以发现:1)水泥砂浆强度的拉压比高于混凝土;2)水泥砂浆的抗疲劳性能高于混凝土;3)水泥砂浆在长期荷载作用下的持久强度高于混凝土。这也属于粒径效应在混凝土性能上的反映。可以认为,骨料粒径的大小反映了骨料对混凝土收缩的限制能力不同,在混凝土内部产生的收缩应力也不同。粒径小的骨料在混凝土中形成的内应力较小,相应地减少了混凝土材料内部结构中的微裂缝,从而使混凝土具有较好的力学性能。此外骨料粒径小的混凝土也具有较好的匀质性,其离散系数也较骨料粒径大的混凝土小。此外,粗骨料不仅对混凝土强度产生重大影响,而且对混凝土的弹性模量也起到举足轻重的影响。一般情况下,对混凝土大多只考虑粗骨料的石材强度,而忽略了石材的弹性模量。石材的弹性模量(花岗岩为5×105~7×105、石灰石为4×105~5×105),均高于水泥砂浆的弹性模量。由于混凝土是一种多组份的复合材料,如果缩小粗骨料与水泥砂浆二者弹性模量的差值,就能减小混凝土中由于混凝土收缩而引起的内应力,从而改善或提高混凝土的力学性能(如:混凝土的棱柱体强度与立方体强度的比值、抗疲劳性能等),提高了混凝土的耐久性。

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第1个回答  2018-12-21

粗骨料在混凝土中的作用

1、粗骨料的刚性骨架作用:在普通混凝土配合比设计中,一般认为粗骨料抗压强度应为混凝土设计强度的2倍左右,不得低于设计强度的1.5倍,粗骨料的强度和弹性模量通常要比水泥石高,其耐久性和体积稳定性也是混凝土各组分中最好的,而且粗骨料体积超过混凝土体积的一半,因此粗骨料在混凝土中起着刚性骨架的作用。在混凝土承受压荷载时,其内部由粗骨料传递应力,当混凝土在外荷载作用下发生破坏时,裂缝很难贯穿粗骨料而是绕过粗骨料在骨料周围出现,这样在一定的条件下,混凝土破坏时可能会吸收更高的能量,从而提高混凝土的强度。粗骨料的这种作用不仅可以提高混凝土的强度,而且还可提高混凝土的弹模,减小荷载作用下的变形,改善混凝土的变形性,使得混凝土比水泥砂浆的体积稳定性和耐久性更好。

2、粗骨料对混凝土裂缝的引发及阻挡作用:研究表明,混凝土受压破坏的实质是混凝土内部已有的结构缺陷(尤其是微裂纹)在荷载作用下不断扩展的结果。由此可以看出,粗骨料对混凝土中裂缝的引发作用。混凝土配合比中粗骨料的含量不合理、混凝土施工工艺的局限性以及混凝土的收缩和徐变,会使混凝土内部在承受荷载前就出现了微裂纹、气泡以及粗骨料下的水囊,这些缺陷会使混凝土在未达到其强度前破坏。粗骨料可以限制混凝土的收缩,使其收缩值与水泥砂浆相比小很多,这样就会导致混凝土内部产生内应力,从而引发微裂缝。内应力的大小与分布与混凝土和粗骨料本身的弹模有关,也与粗骨料的粒径有关。当混凝土受力后,微裂缝扩展到粗骨料时,很难通过比混凝土基体密实的粗骨料,因此裂缝通常要绕过粗骨料,这样裂缝的扩展过程就可能会吸收更多的能量,这就是粗骨料对裂缝的阻挡作用。

3、粗骨料与水泥砂浆之间的作用:混凝土中的粗骨料与水泥砂浆基体之间存在界面过渡区,研究表明,许多情况下基体与粗骨料的结合处是混凝土结构中的薄弱环节,只有粗骨料表面易于和砂浆基体粘结,界面过渡区的强度才可能高。混凝土的许多性能往往与界面过渡区的性能有关,粗骨料混合空隙度的改变会改变混凝土的体积填充率,这样会影响界面过渡区的数量,从而影响混凝土的性能。较好的粗骨料表面构造也提高混凝土的强度和耐久性。

粗骨料对混凝土性能的影响

1、粗骨料种类的影响:骨料种类不同,骨料的材质、强度、弹模、化学成分以及吸水率等就可能不同,我们可以从这些方面考虑骨料对混凝土性能的影响。骨料本身的强度、变形性以及吸水率与混凝土的性能息息相关;骨料中的化学成分可能会与水泥胶砂发生反应,对混凝土产生有利或不利的影响。

2、粗骨料的强度、弹模对混凝土性能的影响:粗骨料对高强混凝土有较大影响,在高强混凝土中,水灰比通常低于0.4,这时由于砂浆以及砂浆与粗骨料界面的强度已经很高,因此制约混凝土强度的是粗骨料本身的强度与其矿物特征。在普通混凝土中,水灰比较高,砂浆的强度及砂浆与粗骨料的界面强度较低,它们是混凝土的薄弱区,制约着混凝土强度,而不是粗骨料。贾艳东用不同方法研究了碎石和卵石混凝土的断裂韧度和断裂能。结果表明,提高粗骨料强度可以有效提高混凝土的断裂能。Baalbaki W等研究了不同骨料对高性能混凝土弹塑性的影响,结果表明石英岩混凝土的强度最低,砂岩的强度较高。造成差异的原因主要是粗骨料砂岩的变形性优于石英岩,使混凝土中的应力较均匀分布,不容易产生应力集中。Turan dzturan等研究了3种粗骨料对混凝土性能的影响,结果显示在高强混凝土中,玄武岩混凝土的强度比砾石混凝土高10%~20%;在普通混凝土中,玄武岩混凝土与砾石混凝土的强度差不多,石灰岩混凝土的强度较高。造成这些差异的原因是高强混凝土中粗骨料是薄弱部分,而普通混凝土中砂浆与粗骨料的界面才是薄弱部分。他们还用强度等级高的水泥代替强度等级低的水泥配制抗压强度为90MPa的混凝土,其他配比不变,结果表明混凝土的抗弯抗拉强度提高了30%,抗压强度基本不变,这说明高强混凝土的弯拉强度主要由砂浆强度决定,抗压强度主要由粗骨料决定。为了更全面地研究粗骨料在混凝土中的作用,Beshr H等研究了4种粗骨料对高强混凝土性能的影响,结果表明钢渣混凝土的抗压强度最高,石灰岩混凝土的抗压强度最低。Aitcin P C 等试验研究了4种不同粗骨料对高强混凝土性能的影响,结果表明辉绿岩和石灰石混凝土的强度和弹性模量比花岗岩和河卵石高很多,粗骨料的矿物组成不同可能是造成这种差异的主要原因。戴朝阳等的研究表明,粗骨料的种类不同无论对高强混凝土还是普通混凝土都有影响,相对来讲对高强混凝土强度的影响更大。陈肇元的研究表明,在影响高强混凝土性能的所有因素中,粗骨料的影响最大。粗骨料的性能决定着高强混凝土的抗压强度和弹性模量。如果粗骨料的强度不足,相当于先天性缺陷,无论采用何种弥补方法,都不可能取得较好的结果。目前,粗骨料弹性模量对混凝土强度影响的研究成果很少,大家普遍认为粗骨料的弹性模量直接影响混凝土的强度和弹性模量。Beshr H 等的研究表明,粗骨料的类型对混凝土的弹模有影响,一般来讲弹性模量低的骨料配制的混凝土强度较低。Giaccio G等的研究也表明,对于高强混凝土来讲,玄武岩混凝土的弹模最高,石灰岩混凝土的弹模次之,花岗岩混凝土的弹模最低,原因可归结为在第一次加载时石灰岩混凝土中已有较多的微裂纹。杨再富深入研究了粗骨料的弹模及强度对混凝土性能的影响,指出粗骨料的弹模及强度过高会显著降低混凝土的抗折强度,对抗压强度的增强作用也大幅度下降,粗骨料对混凝土影响的实质是这两相的协调性,要想较好地利用粗骨料,必须使粗骨料与砂浆基体相互协调。钱觉时等研究了几种强度相差较大的粗集料对砂浆基体强度不同的混凝土抗折强度的影响结果显示两者之间的协调性显著影响混凝土的抗折强度。当粗集料强度和弹性模量与水泥砂浆基体相匹配时,增加粗集料强度可提高混凝土抗折强度。因此,配制混凝土时应适当考虑基体与骨料的协调性。

3、粗骨料的吸水率对混凝土性能的影响:不同种类的粗骨料材质不同,空隙不同,吸水率也有一定程度的差别。粗骨料的吸水率能够影响新拌混凝土的和易性。陈习云等通过研究粗骨料吸水率对混凝土性能的影响得出以下结论:骨料的吸水率对混凝土的用水量有直接影响,当碎石吸水率≥3%时,混凝土坍落度明显减小而且损失很快。粗骨料的吸水率对硬化后混凝土的性能也有影响。Aitcin P C等的研究表明,在普通混凝土中,钙质石灰岩和白云石的强度较高,这是因为这两种骨料的孔隙率较大,可以吸附较多的水分,降低了骨料周围的水灰比,提高了界面过渡区的强度,进而提高了混凝土强度。Wasserman R等则提出吸水率大的骨料不容易在骨料下方形成水囊,改善了混凝土内部结构,从而提高了混凝土强度。其实,吸水率大的骨料吸附的水可以在一定程度上加强混凝土的后期养护,这时骨料相当于小的水源。粗骨料的吸水率还可以影响混凝土的耐久性,尤其是对其抗冻融侵蚀性能有重要影响。

4、粗骨料化学成分对混凝土性能的影响:粗骨料的化学成分对混凝土性能的影响归结为3个方面。一方面是对于活性骨料来讲,可能会在界面处与水泥浆中的活性物质发生反应,生成水化碳铝酸钙等可以增加界面强度的物质。李友群等的研究表明,粗骨料是影响混凝土高温性能的最主要原因之一,钙质骨料混凝土的抗爆裂性要优于硅质骨料混凝土。

5、骨料形状与表面状态的影响:粗骨料的形貌无论是对新拌混凝土的性能,还是硬化后混凝土的性能的影响都比较显著。拌制混凝土最理想的颗粒形状是接近球体或较规则的多面体,针片状骨料会增大堆积骨料的空隙率和比表面积,这样就容易增大骨料表面的吸水量,进而影响新拌混凝土的流动性,同时针片状骨料在混凝土的拌制及振动过程中易定向排列,这样会导致混凝土的强度降低。总体上来讲,由于针片状骨料自身形状的影响,对混凝土抗折强度的影响较大。潘琨详细研究了针片状粗骨料对混凝土性能的影响,结果表明,若粗骨料中针片状颗粒含量过多对混凝土会产生不利影响,实际使用时应控制针片状颗粒的含量。于本田等用灰色关联度法研究了粗骨料对混凝土性能的影响,指出针片状颗粒含量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响最为明显。吴历斌等也研究了骨料形状和含量对新拌混凝土和硬化后混凝土的影响,结果认为,单就强度来讲,混凝土中存在最佳针片状颗粒含量值,并指出最佳针片状颗粒含量为12%。平时拌制混凝土的粗骨料可分为卵石和碎石,碎石表面粗糙且化学活性高,容易与砂浆结合;卵石的表面比较光滑,Ca(OH)2结晶取向性好,附着在表面的Ca(OH)2较厚,劣化了界面过渡区结构,因此在相同水灰比下,碎石混凝土的强度比卵石混凝土高。同时,碎石中含有一定数量的针片状颗粒,而且碎石的表面没有卵石光滑,因此就和易性来讲,水灰比相同时,卵石混凝土的和易性要好于碎石混凝土的和易性。

6、粗骨料粒径及颗粒级配的影响:人们对粗骨料的最大粒径对混凝土性能的影响做了不少研究,但是由于问题本身的复杂性,仍未得出很好的结论。吴中伟等认为,对于低强混凝土来说,骨料最大粒径的影响不大;对于高强混凝土来说,骨料最大粒径的影响较大,这时用小粒径的石子有利于改善界面过渡区结构。Basheer L等研究了这方面的问题,表明增大混凝土中粒径20mm的粗骨料的含量,混凝土的坍落度增大,抗压强度降低。戴朝阳等发现混凝土抗压强度随粗骨料最大粒径的增大而增大,当粗骨料最大粒径>20 mm时,抗压强度略有下降,总体来说,骨料粒径对高强混凝土的影响较显著。杨再富通过试验研究得出混凝土中存在粒径效应,这种效应对中高强混凝土的影响较明显。孙永山认为粗骨料最大粒径对普通混凝土和高强混凝土都有较大影响。总之,粗骨料的粒径大小对混凝土的影响很复杂,对于粗骨料的粒径效应有必要进一步研究。骨料的颗粒级配是配制混凝土的关键,骨料颗粒级配不良的混凝土,施工过程中必然是浆、骨、水分离析,浇注成型艰巨,最后导致混凝土成品“蜂窝、狗洞、麻面”,进而降低混凝土强度,影响耐久性。级配良好的粗骨料孔隙率小,堆积密度大,配制的混凝土质量较好。

7、粗骨料用量的影响:粗骨料的体积稳定性及强度都要优于砂浆,并且粗骨料的价格比水泥低,因此,适当增加粗骨料用量可以减小混凝土的收缩徐变,提高混凝土的耐久性,同时还可降低混凝土的成本。但是,粗骨料的用量也不能太高,否则混凝土中浆体过少,影响混凝土的和易性及界面粘结强度,降低混凝土的强度及耐久性。因此,混凝土中粗骨料的用量对混凝土性能的影响引起了研究者的极大关注。邢锋等通过对高性能混凝土中粗骨料的数量效应研究,指出混凝土中的粗骨料在一定体积用量范围内,随着粗骨料体积用量的增加,混凝土的强度也随之增加,Stock A F等的研究表明,当粗骨料体积用量为30%~40%时,混凝土的性能最差。

回答摘自百度文库《粗骨料对混凝土性能的影响》------郭福安(201306225)

第2个回答  2019-01-07

由于混凝土组份材料中的水泥与骨料的化学成分和力学性能(包括强度、弹性模量、收缩等)有较大的差异,因此对混凝土性能的影响也不同。如何使构成混凝土的各种材料有序地结合,形成理想、稳定的水泥石结构复合材料,这在混凝土应用领域逐渐引起重视。混凝土中粗骨料的用量占混凝土用量的70%~80%左右,在通常的混凝土研究中,骨料级配调整往往被忽视。在混凝土骨料级配对混凝土强度的影响方面,普遍认为优良的骨料级配可以配制出强度较高、工作性较好的混凝土。本文通过将不同级配粗骨料进行若干组搭配拌制混凝土,研究其组合变化规律,测试其性能及抗压强度,评估出强度变化与骨料级配变化的相关性。

1、骨料级配对混凝土坍落度的影响

只改变粗骨料级配的变化,研究在粗骨料级配变化的情况下混凝土坍落度值的变化,检测结果如表1所示。

由表1可得,当采用单一粒径粗骨料时,混凝土的坍落度值随粗骨料粒径增大而增加;并可明显看出在9.5~16.0mm及19~26.5mm粒径区间时,坍落度值增加明显。使用连续级配的粗骨料时,随着粒径种类的增多,坍落度增大,并在相同粒径范围内随着大粒径的增多,坍落度值也相应增大,但增加幅度不大。在使用非连续级配时,随着粒径的增大,坍落度增大,增加幅度明显。这说明由于小粒径骨料相对比表而积较大,所需用水量也较多,在相等用水量、水泥用量、细集料条件下,相对于大粒径骨料,坍落度会减小,流动性降低。

2、粗骨料对混凝土强度的影响

当粗骨料最大粒径大于40mm时,若采用减少用水量的方法增加混凝土的强度,则可能会因骨料与水泥砂浆的粘结面减少和骨料分布的不均匀,导致混凝土内部骨架的结构不连续而产生不利影响。对于富水泥用量(水泥用量大于350kg/m3)的混凝土,这种情况更为突出。因此,可以认为,粗骨料的最大粒径与混凝土的水泥用量有密切关系。

根据实验测量统计数据表明,粗骨料最大粒径与混凝土抗压强度的关系曲线,存在粗骨料最大粒径临界点,粗骨料最大粒径大于此临界点时,混凝土的强度反而会下降。有关学者对此现象解释为:由于粗骨料粒径的增大,削弱了粗骨料与水泥砂浆的粘结面积并造成了混凝土内部结构的不连续性。

实验证明,在非匀质的混凝土中粗骨料与水泥砂浆的界面粘结是混凝土强度的最薄弱环节,由于干缩在混凝土中产生的拉应力和剪应力,一般是随着粗骨料粒径的增大而增大。当拉应力或剪应力超过了水泥和粗骨料的界面粘结强度,则将产生微细裂缝,持续受荷时这些产生于水泥砂浆与骨料结合面的微细裂缝逐步发展到水泥砂浆,最终导致结构破坏。试验研究资料中通过大量的卵石混凝土试验,分别采用了矿渣硅酸盐水泥、油井水泥和中砂、特细砂配制混凝土,均取得了混凝土的抗压强度随着骨料最大粒径的减小而提高的效果。把这种现象称之为“粗骨料的粒径效应”。试验结果还反映,无论采用标准养护或水中养护,掺加混凝土减水剂与否,从R7到R365不同龄期均有明显的粒径效应。对于在工程结构上具有实用意义的混凝土棱柱体强度,具有更好的粒径效应。在碎石混凝土的试验中,由于碎石的表面特征与卵石不同,且含有一定量的片状颗粒等原因,在立方体试件上虽未明显反映出与卵石混凝土相同的规律,但其在混凝土棱柱体强度与立方体强度的比值方面仍然反映出明显的粒径效应(见表2)。

可以看出,无论是资料值还是规范值,棱柱体强度与立方体强度的比值,都是随着骨料粒径的减小而提高。另一个试验研究资料通过实验结果和理论研究指出,骨料粒径愈大,界面就愈易开裂。在一定外荷载的作用下,界面裂缝首先较大粒径的粗骨料处产生,而粒径较小的粗骨料在此时并未产生界面裂缝。随着外荷载的增加,界面裂缝才开始在较小粒径的粗骨料处出现。但是直到破坏荷载时,仍有相当一部分的大粒径的粗骨料的界面并未开裂。粗骨料的粒径效应不仅反映在混凝土的抗压强度上,在混凝土的抗拉强度上也有明显的粒径效应。通过湿筛前后混凝土抗拉强度的对比,在扣除了试件的尺寸因素的水泥砂浆含量的影响外,已经获得了粗骨料最大粒径为40mm~150mm的混凝土抗拉强度的粒径效应系数。无粗骨料“粗砂混凝土”的研究、开发和应用,实际上是在钢丝网水泥结构上采用了高强度、结构用的水泥砂浆。以强度相近的混凝土与水泥砂浆相比,还可以发现:1)水泥砂浆强度的拉压比高于混凝土;2)水泥砂浆的抗疲劳性能高于混凝土;3)水泥砂浆在长期荷载作用下的持久强度高于混凝土。这也属于粒径效应在混凝土性能上的反映。可以认为,骨料粒径的大小反映了骨料对混凝土收缩的限制能力不同,在混凝土内部产生的收缩应力也不同。粒径小的骨料在混凝土中形成的内应力较小,相应地减少了混凝土材料内部结构中的微裂缝,从而使混凝土具有较好的力学性能。此外骨料粒径小的混凝土也具有较好的匀质性,其离散系数也较骨料粒径大的混凝土小。此外,粗骨料不仅对混凝土强度产生重大影响,而且对混凝土的弹性模量也起到举足轻重的影响。一般情况下,对混凝土大多只考虑粗骨料的石材强度,而忽略了石材的弹性模量。石材的弹性模量(花岗岩为5×105~7×105、石灰石为4×105~5×105),均高于水泥砂浆的弹性模量。由于混凝土是一种多组份的复合材料,如果缩小粗骨料与水泥砂浆二者弹性模量的差值,就能减小混凝土中由于混凝土收缩而引起的内应力,从而改善或提高混凝土的力学性能(如:混凝土的棱柱体强度与立方体强度的比值、抗疲劳性能等),提高了混凝土的耐久性。

3、结语

粗骨料的刚性骨架增加混凝土强度的同时改变了混凝土的变形能力,对于混凝土的裂缝具有阻挡作用,混凝土在建筑工程中的应用的已经很广泛,作为混凝土材料的粗骨料对于混凝土的强度有着重要的影响,因此,深入的研究混凝土材料的性能,使其更好的提升混凝土的性能,提升建筑工程质量。

参考文献

[1]廖太昌.粗骨料颗粒粒级对混凝土质量的影响[J].铁道建筑技术.2011(11)

[2]王克科,孙凯.粗骨料对新拌自密实混凝土工作性和力学性能的影响[J].中华民居.2011(10)

[3]陈习云,胡习范,胡习锋,金勤英.粗骨料对混凝土性能的影响[J].商品混凝土.2010(05

第3个回答  2018-11-13
骨料的颗粒形状及其表面特征因会影响骨料与浆体的黏结强度,从而影响混凝土强度,如卵石表面光滑、少棱角,与浆体的黏结强度较低;碎石表面粗糙、多棱角,与浆体黏结强度较高,在其他条件基本相同时,同水胶比的条件下,碎石混凝土强度通常比卵石混凝土高。粗骨料最大粒径越大,骨料表面聚集水膜的趋势就越强,骨料与浆体的界面过渡区相对越弱,从而限制混凝土强度,通常情况下,高强度等级混凝土中的粗骨料最大粒径通常会限制在20~25mm,但增加粗骨料最大粒径,可有效降低混凝土单位用水量和胶凝材料用量,故水工大体积混凝土通常采用较大的粗骨料最大粒径。粗骨料中针、片状颗粒不仅会使混凝土空隙率增大,在受力后还容易被折断,故粗骨料中针、片状颗粒过多时,会使混凝土强度降低。
骨料矿物成分对混凝土强度也有影响,在其他条件基本相同条件下,碳酸盐骨料(如石灰岩、白云岩)混凝土较其他岩性骨料混凝土强度高,尤其是28d龄期以后的强度,这可能与石灰岩骨料与白云岩骨料与浆体具有较高的黏结强度有关。许多大中型水电工程混凝土骨料料源选择过程中均发现上述现象。也有部分岩石,如某西部工程前期项目中碰到的娟云板岩,其浸润角大,与水泥浆体黏结性较差,配制的混凝土强度很难超过40MPa。
骨料原岩的风化程度对坝体大体积混凝土的力学性能、变形性能和耐久性存在较大影响。
侯俊国曾结合二滩高拱坝开展正长岩人工骨料品质对坝体大体积混凝土性能的影响研究,结果表明,骨料风化程度对混凝土抗压强度、劈拉强度、极限拉伸值、抗冻性、抗渗性以及抗裂性能等都有显著影响,且混凝土内风化骨料含量越高、骨料风化程度越深,对混凝土性能的不利影响越高。这主要是因为骨料风化程度较高时,骨料表面风化晕和锈蚀斑的存在引起骨料与胶凝材料浆体界面黏结强度下降,且骨料风化后其自身强度降低、吸水率增加、坚固性降低,从而导致混凝土性能下降。
骨料中的有害物质,如粗细骨料中的黏土泥块、砂中的云母、有机杂质等,亦可通过妨碍水泥水化、降低骨料与浆体之间的黏结强度,或骨料自身存在软弱颗粒等,对混凝土强度产生不利影响,相关规范通常会规定这些有害物质的限量。
第4个回答  2011-05-26
粗骨料在混凝土中起到骨架的作用,且所占比例最大,对混凝土的强度与配合比都有重大影响。粗骨料通过其自身强度、形状、粒径、级配、表面特征影响混凝土:
粗骨料自身强度必须大于所配混凝土的强度,所以高强度混凝土必须使用高强度粗骨料;
粗骨料的形状也会影响混凝土的强度,针状、片状的粗骨料由于其组成的骨架受力状态不好,会降低混凝土的强度;
粗骨料的粒径一般在3~4CM,太小,则骨架的受力状态变差、密实度降低,会降低混凝土的强度,太大,则构件性能的离散性增加,在钢筋混凝土中还会影响施工;
粗骨料级配好,则密实度高,混凝土强度增加;
粗骨料表面特征对混凝土的强度与配合比都有较大影响,如碎石表面比卵石粗糙,它与水泥砂浆的粘结性较强,在相同水灰比时,混凝土强度会高些,但同时,碎石的摩擦力比卵石大,流动性较差,达到相同的流动性需要更多的水泥砂浆。