集料最大粒径及体积率对混凝土性能影响

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发布时间：2021-09-26

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集料最大粒径及体积率对混凝土性能影响毛军，兰宏斌 (1．黑河边境经济合作区工程质量监督站。黑龙江黑河 164300； 2．齐翔商品混凝土公司，黑龙江齐齐哈尔 161000) 【摘要J 主要研究了粗集料最大粒径和体积率等因素对混凝土工作性和力学性能的影响。试验结果表明：粗集料最大粒径和体积率对混凝土工作性、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和抗折强度均有不同程度的影响，粗集料的最大粒径以26．5mm为宜，最佳体积率为60％～70％。【关键词】粗集料；最大粒径；体积率；力学性能【中图分类号】 TU528．0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2011)O3—00o7～02 混凝土是一种由硬化水泥石和集料构成的两相复合材料，集料约占混凝土体积的 60％～75％，在混凝土中占有很重要的地位。在混凝土的各组成成分中，普通粗集料的强度一般来说都比水泥砂浆高，起到刚性骨架作用，通常认为混凝土性能的好坏主要取决于基体相和界面的性能，而集料的作用并没有引起足够的重视 ¨ 。然而，越来越多的研究表明，随着水泥基材料力学性能的提高，混凝土的复合材料行为表现的愈发突出，对于集料的作用有必要重新加以认识。当混凝土中基体相与集料相的性能相匹配时，各组成相的最大潜能才能够充分发挥，混凝土的性能达到最佳。国内关于粗集料技术性质与混凝土性能之间关系的研究还不够系统，未本文通过试验系统研究了粗集料的种类、级配等对混凝土工作性和力学性能的影响，为混凝土的设计和施工提供借鉴。 1 原材料及混凝土配合比试验采用 P·O42．5普通硅酸盐水泥；河砂，细度模数 2．8，Ⅱ区中砂，密度为 2600kg／m ；萘系高效减水剂，减水率大于 20％；石灰岩碎石，最大粒径分别为 10．0、19．5、26．5、31．5和 37．5mm，用其配制的混凝土编号依次为 c1、C2、C3、C4、c5，采用最大粒径 26．5mm 的碎石，保持水灰比不变，改变粗骨料的体积率，分别为 50％、60％、70％和 80％，编号为 A、B、c、D，混凝土配合比见表 1。表 1 混凝土配合比 2 试验结果与分析 2．1 碎石最大粒径对新拌混凝土工作性的影响 cl、c2、c3、c4、c5组新拌混凝土坍落度分别为 10、35、50、80和 105ram，可见，随 D 的增大，混凝土坍落度明显增大，但粒径过大时有离析现象发生。当粗集料体积率为 50％左右时，砂浆占大多数，混凝土易插捣，粘聚性好，容易抹光，保水性能好。粗集料体积率在 60％～70％左右时混凝土插捣有较明显的阻力，粘聚性较好，抹光性稍差，保水性较好。当粗集料体积率为 80％左右时，混凝土插捣十分困难，流动性很差，粘聚性差，明显离析，难以抹光。当粗集料含量增加时，需要增加减水剂的用量才能保证混凝土具有一定的流动性。当粗集料体积率为 80％时，增加减水剂用量并不能增大混凝土的坍落度。这是因为粗集料含量较多时，集料与集料紧密接触，集料间砂浆量较少，其润滑作用亦较小，所以流动性差，此时，仅靠增加减水剂的用量是行不通的。 2．2 粗集料最大粒径对混凝土力学性能的影响对于特定的水泥用量与砂率，混凝土中水泥浆量一定，混凝土强度存在集料最大粒径效应。相同配合比条件下，最大粒径的混凝土因其表面积增大，混凝土的工作性变差，内部缺陷增多，从而引起强度的降低。从微观角度认为，粗集料粒径愈大，与水泥石粘结的表面积愈小，并且倾向于生成较弱的水泥石一集料界面，即较弱的过渡区，会减弱混凝土的强度。粗集料最大粒径对混凝土抗压、抗折强度的影响试验结果见图 1和图 2。可见，粗集料最大粒径对混凝土力学性能影响很大，混凝土的抗压强度和抗折强度均随 D…的增大而呈现先增大后减小的趋势，当 D～为 26．5mm时，混凝土立方体抗压强度和抗折强度最高，当 D…超过 26．5mm 时，混凝土的抗压强度和抗折强度均大幅度减小。粗集料粒径对混凝土力学性能的影响主要来自三

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