粗集料强度对混凝土力学性能的影响

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发布时间：2021-09-08

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粗集料强度对混凝土力学性能的影响
沈嫣秋
(哈尔滨市第一建筑工程公司。哈尔滨150030)
【摘要l 研究了粗骨料的种类、压碎指标等对不同强度等级混凝土力学性能的影响。通过研究发现，粗集
料种类对低强度等级混凝土的影响不明显，但对高强混凝土的力学性能有较大影响，且对抗折强度的影响程度高
于抗压强度，自身强度较高的玄武岩集料所配制的混凝土强度最高，可较同条件的石灰石混凝土高一个强度等
级；对于同种岩性粗集料，压碎指标对高强混凝土抗折强度的和抗压强度影响规律相似，粗骨料压碎指标越大，混
凝土的强度最低；采用压碎指标接近的不同岩性集料所配制混凝土的力学性能差别不明显。
【关键词】混凝土；粗集料；力学性能
【中图分类号】TU528．041 【文献标识码】B 【文章编号】 1001—6864(2012)06—0037—03
研究者对集料的关注多偏重于碱活性、颗粒级配
等，因为，如果混凝土发生碱集料反应，则会出现大面
积的损坏，进而会加剧钢筋锈蚀，缩短建筑物的使用
寿命；而使用级配和粒形不良的集料会导致混凝土耐
久性变差。而对集料自身强度的研究相对较少，通常
认为天然石材是坚固耐久的。近年来，忽视砂、石集
料的质量或由于砂、石集料的不合理使用而导致的工
程事故屡见不鲜。实际上，集料自身的特性，比如粗
集料的强度，对混凝土的强度有着较大的影响，尤其
是对配制高强混凝土而言，粗集料的强度至关重要，
应为混凝土设计强度的1．5～2倍以上。
1 原材料及配合比
试验采用P·O 42．5普通硅酸盐水泥；I级粉煤
灰；Ⅱ区中砂，细度模数2．8，含泥量1．0％，表观密度
2650kg／m ；石灰岩、花岗岩、玄武岩碎石，4．75～26ram
连续级配，性能指标见表1；萘系高效减水剂，减水率
20％。配制C30、C50和C60三个强度等级的混凝土，
配合比见表2。
表1 岩石性能
强度水泥水粉煤灰砂石减水剂
等级／kg·m～／kg·m～／kg·m一／kg·m～／kg·m一／％
相对于岩石抗压强度而言，压碎值指标的测定简
单易行，取样方便，并且可以间接反映岩石的强度，即
粗集料抵抗破坏的能力，因此，采用压碎指标来考察
碎石自身的强度。
2 试验结果与分析
花岗岩、石灰岩和玄武岩集料是三种不同岩性的
集料。花岗岩属于深成火成岩，，主要由长石、石英和
少量云母等矿物组成。其耐磨性好、抗风化性及耐久
性高、耐酸性好，但不耐火；石灰岩属沉积岩，分布极
广，主要由方解石组成；玄武岩属于喷出岩，由辉石和
长石组成。强度高、抗风化性强，但脆性较大。
2．1 粗集料种类对混凝土力学性能的影响
配制混凝土前，先将三种岩石进行筛分，将针片
状颗粒全部挑出，各粒级以相同的质量进行重新混
合。三种粗集料对不同龄期和强度等级的混凝土力
学性能影响的试验结果见图1和图2。
80
量60
翼 40
辗
20
0 4 8 12 16 2O 24 28 32
龄期，d
--t--C30，石灰岩+ C30，花岗岩一C30．玄武岩
- - -o--C50,石灰岩— c50，花岗岩—6-c5oi玄武岩
+ c6o；石灰岩--．w-c6o，花岗岩+ c6o；玄武岩
图1 集料种类对混凝土抗压强度的影响
由图1和图2试验结果可见，对于C30混凝土，不
同岩石所配制的混凝土抗压强度和抗折强度十分接
近，即岩石强度对强度等级较低混凝土的力学性能影
响较小，几乎可以忽略。
对于C50混凝土而言，7d龄期时，玄武岩和花岗