普通混凝土骨料級(jí)配的計(jì)算與分析

王甲春，周先齊，由英來

(廈門理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院，福建 廈門 361024)

普通混凝土的制備過程中，首要的是要確定各種原材料的質(zhì)量比例。混凝土的骨料體積占混凝土體積的60%～70%，對(duì)混凝土質(zhì)量和性能有重要的影響。普通混凝土骨料的級(jí)配早就引起土木工程界的重視，現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)把普通混凝土的骨料分為細(xì)骨料和粗骨料。1922年美國(guó)學(xué)者Abrams D F[1]提出砂的細(xì)度模數(shù)，并在此基礎(chǔ)上提出了普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法和計(jì)算過程，這是目前普通混凝土制備的主要方法。砂的級(jí)配描述主要由細(xì)度模數(shù)和級(jí)配曲線的分區(qū)兩部分來表征，在工程應(yīng)用過程中，砂物細(xì)度模數(shù)要與砂的級(jí)配曲線聯(lián)合應(yīng)用，混凝土粗骨料的級(jí)配表征主要由級(jí)配范圍和最大粒徑來描述。混凝土骨料通過粒徑不同的顆粒堆積，實(shí)現(xiàn)比較小的空隙率，骨料在膠凝材料的包裹和填充作用下形成整體，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。但現(xiàn)有的混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范還未明確給出細(xì)骨料級(jí)配與粗骨料級(jí)配兩者的內(nèi)在聯(lián)系，另外，現(xiàn)有研究一般采用實(shí)驗(yàn)方法[2-3]來實(shí)現(xiàn)最緊密堆積狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)量繁重，效率低。為此，為提升骨料級(jí)配計(jì)算效率，準(zhǔn)確理解普通混凝土配合比的設(shè)計(jì)思想，本文通過緊密堆積原理計(jì)算混凝土粗骨料和細(xì)骨料的用量，分析細(xì)骨料和粗骨料的具體級(jí)配要求，并進(jìn)一步分析骨料級(jí)配指標(biāo)的意義和作用。

1　理論基礎(chǔ)

目前主要的骨料級(jí)配理論是最緊密堆積原理，該理論認(rèn)為，固體顆粒按顆粒大小有規(guī)律地組合排列可以得到密度最大、空隙率最小的混合料[4-5]。……