粗細骨料級配對混凝土的影響

我們把骨料也叫作集料，分為粗、細兩個類別。骨料是構成混凝土的主要材料，比重高達混凝土整個體積的75%以上。骨料的作用非常大，包括構建混凝土骨架、縮小膠凝材料凝結過程中由于濕度不同導致的體積變化、充當膠凝材料的填充物等等[1]。由此可見，骨料對混凝土的作用是多角度的，粗細骨料級配對不同混凝土產生的影響也是不同的，它在建筑領域中的運用也會有所不同。

砂資源屬于不可再生資源，隨著我國建筑業的不斷發展，我國的砂資源也越來越少，特別是質量過硬的河砂更是少而又少，這就對粗細骨料級配對提出了更高的要求。如果粗細骨料的摻配比例合理的話，就可以有效的優化混凝土的質量，確保混凝土的和易性能。下面結合我的工作經驗，將粗細骨料進行10次不同的組合，以同樣的配合比例為前提，來觀察其結果，以期為正確使用粗細骨料提供一定的參考依據。

1 不同粗細骨料級配及結果

骨料級配對混凝土影響來說是非常關鍵的。骨料在混凝土中所發揮的作用就如同人的骨架，因此，增加強度與保持形狀便是它的主要用途。其中粗骨料屬于較大體積的耗材，混凝土硬化之后，它起到促進人造石材形狀的關鍵作用，為其形成強度支撐[2]。較為常見的石材包括火成巖類別的花崗巖、片麻巖、變質巖、綠輝巖和石英巖等等，還包括沉積巖類別中的砂巖、石灰巖等。細骨料所發揮的作用與其特點相聯系，主要是去充當粗骨料之間的填充物的，隨著水泥的流動逐步混合成為砂泥填充在各個空隙中間，具有改善砼料和易性的作用，細骨料按照其形成原因包括海砂、河砂以及山砂等不同類別。

在研究不同骨料級配對混凝土影響時，首先我準備了性質不同的六種骨料，展開成型混凝土在不同骨料摻配下的特性觀察和研究，下面表格是骨料的性質:

骨料基本熱學性質及力學骨料 隱晶玄武巖 節理玄武巖 杏仁玄武巖 角礫熔巖白云巖灰巖抗壓強度/MPa干 147.2 123.6 130.3 106.5 163.4 88.8劈拉強度/MPa 115.2濕 112.3 88.8 99.1 75.8 121.4干 6.92 6.13 6.53 5.41 --濕 5.55 5.21 4.86 4.23 --靜彈模量/GPa干 59.3 56.8 45.9 34.3 58.1 58.2濕 54.7 52.3 43.3 25.2 43.2 51.8線脹系數/106 6.77 6.65 6.74 7.1 8.49 5.17導溫系數/(m2/h) 3.85 3.72 3.57 3.97 7.72 5.4質量熱容/(J/(kg·K)) 0.83 7.72 0.9 0.85 0.92 0.88

在具體試驗時需要準備了不同性質的粗細骨料十種，選用的是0.6%摻量的減水劑、30%和0.5、0.4標準的兩種水膠，分別展開了對混凝土變形性能、熱學性能以力學性能的試驗。這個過程中一定要嚴格控含氣量在5.5%到4.5%之間，拌全物坍落度在3到5cm之間。

1.1 有關強度的發現

(1)如果粗細骨料的組合不同會導致混凝土的強度也發生變化。同樣的齡期條件，混凝土的劈拉強度以最大25%幅度活動在最小值與最大值之間，同時抗壓強度的最小與最大值間也有15%的差距。而粗骨料一樣的前提下，細骨料的不同也會引導混凝土強度的變化。

(2)在混凝土為混當土為180d的前提下:水膠為0.5比例時，最高的是微晶玄武巖粗細骨料混凝土，最低的是杏仁玄武巖粗細混凝土，他們的差距達到9.4兆帕;水膠比例為0.4時，最高的還是是微晶玄武巖粗細骨料，最低的是混合玄武巖骨料，他們之前相差9兆帕。

(3)在混凝土劈拉強度為180d時:當0.5水膠比時，最高值的是白云巖細骨料與微晶玄武巖粗細骨料混凝土，最低值為杏仁玄武巖粗細混凝土，他們之間有0.85兆帕的差距;當0.4水膠比時，最高的是白云巖粗細骨料混凝土，最低的是玄武巖粗細骨料混凝土，他們之間的差距是1.39兆帕。

1.2 有關變形性能的發現

(1)粗細骨料組合方式的不同引起混凝土極限拉伸與彈性模量的變化。在齡期相同的條件下，存在30%的差別于最小和最大的混凝土抗壓彈性模量，存在25%的差別于最小和最大的極限拉伸變形值之間。

(2)抗壓彈性模量為180d時的混凝土:當水膠比為零點五時，最低的是杏仁玄武巖粗細混凝土，最高的是白云巖粗細骨料混凝土，他們之間存在12.1兆帕的差距;當水膠比為0.4時，最低的是混合玄武巖骨料與角礫熔巖粗骨料，最高的是白云巖粗細骨料，他們之間存在15.6兆帕的差距。

(3)粗骨料相同的前提下，組合不同的細骨料，這樣混凝土的抗壓彈性模量間的差距就會小很多。抗壓彈模量為28d的最大與最小值之間的差距低于10%，抗壓彈模量為180d與90d時的最大與最小值的差距低于5%。由此可以得出，粗骨料的性質直接左右了混凝土的彈性模量，相對而言細骨料對其的作用就微乎其微。

(4)一般情況下灰巖的彈性模量相對較低，一但粗骨料相同了而不同的細骨料與之摻配，其抗壓彈性模量就會比其他的骨料稍高一些。因此，可以總結為摻配比例相同的條件下，結合緊密且彈性模量相對高一些的要數水泥砂與灰巖的界面結合了。

(5)180d極限拉伸變形的混凝土:當水膠在0.5比例時，最低的為微晶玄武巖粗細骨料混凝土，最高的為白云巖骨料，他們之間存在0.34×10(-4)的差異;在水膠為0.4的比例時，最低的當數杏仁玄武巖粗細骨料，最高的是白云巖粗細骨料，他們之間存在0，42×10(-4)的差異。

1.3 關于熱學性能的發現

導溫系數最高的要數白云巖粗細骨料摻配的混凝土了，白云巖對熱量的傳導具有促進作用;此外，白云巖質量熱容量最小了，如果以膠凝材料一樣為前提，混凝土漫長就會較高一些，白云巖的線膨脹系數也是最大的，同時熱膨脹變形也相對大一些。

2 骨料影響混凝土性質的原因探究

對混凝土進行摻配的時候，會出現兩種現象，一種是由于聚集在一起的泥土構成了相對薄弱的部分，導致混凝土的性質發生變化;另一種是泥土將粗細骨料的外表都糊了一層，影響了水泥和粗細骨料的混合，又出現了一個脆弱的部分。在認真做過混凝土立方體抗壓的試驗后，通過仔細觀察試塊有裂縫的一面，會得到完全不同的兩種結論:其一是碎石與砂并沒發生任何斷裂現象，只是粘結界面出現了破裂;其二是在混凝土試塊的表層出現了非常大體積的泥土團，換句話說，真正受力薄弱的地方是泥土團。

另外，值得注意的是引起混凝土強度降低的因素還可能是泥土里面所包含的雜質物對水泥的水化產生了腐蝕和毀壞的影響。一旦粗細骨料中泥的比例太大了，就需要在制作混凝土的同時多加水來促進混凝土的流動性。與此同時要想確保混凝土符合建筑設計的標準強度要求，還要確保水灰比例保持不變，并且需要將水泥的比例進一步加大，這種做法最終會造成過高的混凝土的制作成本。如果不添加比重較大的水量，還有一種方式即利用提高高效減水劑的配對比例的方法實現相同的目的，不過這樣做還是會使混凝土的制作成本增加，這種做法是不值得提倡和學習的，因為不但不能提高社會和經濟效益，反而使經濟效益降低不說還浪費了大量的社會資源。

3 結論

在粗細骨料資源不斷減少的情況下，骨料級配技術日益被重視起來，其級配技術水平如何既與經濟效益有直接的關系，也對社會資源有一定的影響。骨料級配技術逐步向多樣化趨勢發展的，針對上述內容論述到的粗細骨料級配對混凝土的影響的問題，這一點很容易被人們所忽視，但它的作用卻包含著巨大的經濟效益與社會效益，因此要全面的面對混凝土制作中的每一個細節。

經過試驗分析結果可知，粗細骨料級配得當的話，可以獲得緊密堆積空隙概率相對小一些、密度相對大一點的材料，有利于混凝土充分發揮組成材料的作用，這對于提高混凝土粗細骨料級配技術和優化混凝土的性能有重大的現實意義，同時還能夠有效的降低生產成本。

[1]繆平.對JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》所用粗細集料含泥量的建議[J].交通世界，2012(10).

[2]沈衛國，崔嘯宇，李家勝，蘭青，曹亮宏，盧自立.粗集料對混凝土服役性能的影響[J].混凝土，2011(7).