骨料粒形对混凝土性能的影响.pdf

毛军等： 骨料粒形对混凝土性能的影响 1 9 骨料粒形对混凝土性能的影响 毛军 ， 石玉祥 ( 1 黑河边境经济合作区工程质量监督站 黑龙江黑河1 6 4 3 0 0 ； 2 黑龙江省寒地建筑科学研究院 哈尔滨1 5 0 0 8 0) 【 摘要】 主要研究了粗集料中针、 片状颗粒含量对混凝土性能的影响。试验结果表明： 随集料中针、 片状 颗粒含量的增加， 集料压碎值呈线性增大， 混凝土各项性能均降低 ， 且片状颗粒对混凝土各项性能的影响程度均 高于针状颗粒； 针、 片状颗粒含量不宜超过 1 5 。 【 关键词】 集料； 针状颗粒； 片状颗粒； 含量 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 1 9 0 2 一 般认为粗集料的颗粒形状以圆球或立方体最 优， 但是在粗集料的生产、 加工过程中， 不可避免的会 产生一些不规则几何形状的颗粒。凡颗粒的长度大于 该颗粒所属粒级平均粒径的 2 4倍者称为针状颗粒； 厚度小于平均粒径的0 4倍者称为片状颗粒。 国外学者研究表明， 粗集料的表面特征对混凝土 各项性能的影响程度是不相同的。针片状粗集料与一 般粒形集料的主要 区别是其 比表面积较大并有较多 尖锐棱角。针片状颗粒会影响粗集料的振实堆积密度 和空隙率， 混凝土中水泥石与集料界面粘结力下降， 并 且针片状颗粒受力时容易折断， 因此， 会影响混凝土拌 合物的和易性、 硬化混凝土的强度及耐久性 。 1 原材料及混凝土配合 匕 试验采用 P 0 4 2 5普通硅酸盐水泥； 河砂， 细度 模数 2 8 ， 区中砂， 密度为2 6 0 0 k g m 3 ； 萘系高效减水 剂， 减水率大于 2 0 ； 石灰岩碎石， 4 7 5 2 6 5 m m连 续级配。基准混凝 土配合 比为水泥： 4 1 2 k g m ， 砂 ： 6 6 4 k g m3 ，石： 1 1 9 3 k g m ， 水： 1 6 5 k g m ， 减水剂 ： 1 0 。 在此基础上， 将粗骨料中的针、 片状颗粒用专用规准仪 针状颗粒含量， 一 初始坍落度 一3 0 rai n 后坍落度 图I 针状颗粒含量对混凝土工作性的影响 蛊 髓 搬 窭 全部挑出， 然后以 5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 的 比例 替换未含针、 片状颗粒的集料， 并保持级配不变。试验 时以相同的配合比， 在相同的环境下成型混凝土试件， 测试其对混凝土各项性能的影响情况。 2 试验结果与分析 2 1 针片状含量对碎石压碎值的影响 粗集料中针片状颗粒含量与集料压碎值的关系 见表 1 。由表 1 可见， 随集料中针、 片状颗粒含量 的增 加 ， 集料压碎值明显增大， 大致呈线性 比例。针、 片状 颗粒含量为 2 0 时 ， 集料压碎值达到最大， 继续增加 针、 片状颗粒含量， 集料压碎值不再增长。 表 l 针片状颗粒含量对粗集料压碎值的影响 针片状颗粒含量0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 集料压碎值 1 9 8 2 0 2 2 0 9 2 1 4 2 2 2 2 2 2 2 2 针片状含量对混凝土工作性的影响 以新拌混凝土初始坍落度和 3 0 ra i n坍落度损失作 为混凝土工作性的评价指标， 试验结果见图 1 和图2 。 片状颗粒含量， 一 初始坍落度一3 0 rai n 后坍落度 图2 片状颗粒含量对混凝土工作性的影响 由图 1和图2可见， 新拌混凝土的坍落度几乎都 是随着针、 片状颗粒含量的增加而减小， 同时， 针、 片状 集料 含量超 过 1 5 时， 混凝土坍落度大 幅度降低， 3 0 ra i n 后的坍落度损失明显增大， 且混凝土匀质性变 差， 出现了离析、 分层等现象。 针状颗粒含量， 一7 d一2 8 d ( a ) 抗压强度 图3 针状颗粒含量对混凝土强度的影响 片状颗粒较针状颗粒对工作性的影响显著 ， 这是 因为片状颗粒较针状颗粒比表面积大得多， 需要更多 的水泥浆包裹， 且易在浆体流动时造成互相之间的机 械啮合， 因此对混凝土工作性影响大， 新拌混凝土露石 离析现象较严重。针状集料对混凝土工作性的影响与 口 d 善 越穰坦辖 s u v 越搬蜜 2 0 低温建筑技术 2 0 1 1 年第 4 期( 总第 1 5 4 期) 片状集料相似， 但只有在含量超过 2 5 时才出现离析 现象， 3 0 ra i n坍落度损失较明显。虽然针状颗粒也存 在混凝土流动时机械啮合和表面积增大的现象 ， 但针 针状颗粒含量， 一7 d一28 d ) 弯拉强度 图3 针状颗粒含量对混凝土强度的影响 状颗粒滚动性较片状集料好 ， 所以影响较小。 因此， 从工作性角度考虑， 粗集料的针状颗粒含量 不宜超过 2 0 ， 片状颗粒含量不宜超过 1 5 。 片状颗粒含量， 片状颗粒含量f 一7 d一2 8 d 一7 d一2 8 d ( a ) 抗压强度 ( b ) 弯拉强度 图4 片状颗粒含量对混凝土强度的影响 2 3 针片状含量对混凝土力学性能的影响 由图 3可见， 针、 片状颗粒含量对混凝土抗压强度 影响较小， 针、 片状颗粒含量超过 2 0 后 ， 混凝土的抗 压强度较不含针、 片状颗粒的混凝土仅降低 5 左右。 由图 4可见， 片状颗粒含量对道路水泥混凝土抗 弯拉强度影响较明显， 随着片状颗粒含量的增加， 抗弯 拉强度逐渐减小。尤其是 当片状颗粒含量 由 1 5 增 至 2 5 时， 混凝土 2 8 d抗弯拉强度较基准混凝土低 1 5 一 3 5 左右。针状颗粒含量对道路混凝土抗弯拉 强度的影响与片状颗粒相似， 但影响程度相对较小， 且 其强度均高于同掺量的片状颗粒的混凝土。随着针状 颗粒含量的增加 ， 道路混凝土的抗弯拉强度同样逐渐 减小。当针状含量小于 1 0 时， 混凝土的抗弯拉强度 与基准混凝土相差无几 ； 当针状含量 为 1 5 一2 5 时， 较基准混凝土降低 8 2 5 。 因此， 从力学性能角度考虑， 粗集料的针状颗粒含 量不宜超过 1 5 ， 片状颗粒含量不宜超过 1 0 。 2 4 针片状含量对混凝土抗渗性能的影响 依据 J T G E 3 0 2 0 0 5 ( 公路工程水泥及水泥混凝土 试验规程 水泥混凝土抗渗试验方法， 分别测试 了基 准混凝土及针、 片状含量为 1 0 和 1 5 的混凝土的抗 渗等级 ， 并劈开未渗试件测试其渗水高度， 综合评价试 件的抗渗性能。试验结果见表 2 。 表 2 不同针、 片状颗粒含量的混凝土 抗渗性试验结果 在相同配合比下， 含针、 片状集料的混凝土抗渗性 较同基准混凝土差 ， 虽然仅片状含量 1 5 混凝土的抗 渗等级为 P 8 ， 其余均达到 P 1 0 ， 但从渗水高度上看 ， 随 针、 片状颗粒含量的增加， 混凝土渗水高度明显增大， 且片状颗粒对混凝土的抗渗性影响更为显著 ， 表现为 相同含量时， 片状颗粒混凝 土较针状混凝土增大约 1 5倍。主要是由于针片状集料的掺入增加了混凝土 的空隙率， 使混凝土的密实性大幅度降低。 因此， 从混凝土的抗渗耐久性角度出发， 针、 片状 颗粒含量不宜超过 1 5 。 3结语 ( 1 ) 随集料中针、 片状颗粒含量的增加 ， 集料压 碎值呈线性增大， 针、 片状颗粒含量为 2 0 时， 集料压 碎值达到最大。 ( 2 ) 片状颗粒对混凝土各项性能的影响程度均 高于针状颗粒。 ( 3 ) 随着针、 片状颗粒含量的增加 ， 混凝土各项 性能均降低。针、 片状颗粒含量对混凝土抗压强度影 响较小； 当针状颗粒含量超过 1 5 、 片状颗粒含量超 过 1 0 时， 混凝土的弯拉强度大幅降低 ； 针、 片状颗粒 含量超过 1 5 时， 混凝土的抗渗性明显变差。 参考 文献 1 莫林辉浅析粗集料粒径级配对水泥砼抗弯拉强度的影响 J 湖南交通科技， 2 0 0 1 ， ( 4 ) 2 徐海军， 文梓芸人工碎石骨料的针片含量及基本粒形对泵 送混凝土性能的影响 J 混凝土， 2 0 0 1 ， ( 6 ) ： 5 3 5 6 3 钱觉时， 宋开伟， 杨再富， 唐祖全 粗集料强度对混凝土抗折 强度的影响 J 建筑材料学报， 2 0 0 6 ， 9 ( 4 ) ： 4 6 8 4 7 2 收稿日期 2 O l O一 1 1 2 9 作者简介】 毛军( 1 9 7 1 一) ， 男 ， 黑龙江黑河人， 工程师， 从 事建筑工程质量监督工作。 W， 憩辑静 善 黑坦 善越暾辑静