摘要:集料在水泥基材中具有重要的作用?；炷敛牧现屑舷嗯c基體相對(duì)水泥基材料力學(xué)性能具有協(xié)同作用，表現(xiàn)出復(fù)合材料的力學(xué)行為。本文主要從集料品種、最大粒徑、粒形、級(jí)配、堿活性等方面對(duì)混凝土強(qiáng)度、彈性模量及變形等方面的影響規(guī)律進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞: 集料相 基體相 最大粒徑 堿活性
中圖分類號(hào):量u526.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671一9107(2007)05一0044一03
集料在水泥基材中具有重要的作用。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為普通混凝土性能的好壞主要取決于基體相的性能，而集料的影響相對(duì)較小，因而集料的作用并沒有引起足夠的重視。然而，隨著水泥基材料性能的提高(如各種高強(qiáng)、高性能混凝土材料的出現(xiàn))，集料在這些材料中的作用逐漸突出。本文著重介紹混凝土材料宏觀組成相— 集料相與基體相對(duì)水泥基材料力學(xué)性能的協(xié)同作用，在此基礎(chǔ)上，從集料品種、最大粒徑、粒形、級(jí)配及集料含量等方面對(duì)混凝土強(qiáng)度、彈性模量等的影響規(guī)律作進(jìn)一步闡述。
1水泥基材料中集料相與基體相的協(xié)同效應(yīng)
越來越多的研究表明，隨著水泥基材料力學(xué)性能的提高，其性能并非由單一的基體相決定，而是充分表現(xiàn)出復(fù)合材料的行為?；w相與集料相的相對(duì)性能變化對(duì)水泥基材料力學(xué)性能的影響就是復(fù)合材料行為的具體表現(xiàn)。這主要是因?yàn)樵谑艿胶奢d作用時(shí)，水泥基材料內(nèi)部性能不同的宏觀組成相之間由于荷載傳遞而引起的協(xié)同作用所造成的。
當(dāng)混凝土中基體相與集料相的性能相匹配時(shí)，有利于充分發(fā)揮各組成相的最大潛能，并可使混凝土復(fù)合材料性能達(dá)到最佳。
Moham ed等采用微觀力學(xué)模型研究了混凝土材料在受荷情況下宏觀組成相的相對(duì)性能對(duì)其內(nèi)部裂紋擴(kuò)展的影響，指出集料相與基體相之間的抗拉強(qiáng)度比是決定材料內(nèi)部裂紋擴(kuò)展途徑最為重要的因素。
另外 ，混 凝土作為土木工程中最常用的建筑材料之一，其基體相與集料相在宏觀尺度上和力學(xué)性能上亦存在較大差別。宏觀尺度上，粗集料最大粒徑為厘米級(jí)，未水化的水泥顆粒為微米級(jí)，而水泥水化產(chǎn)物的尺度則更小而在力學(xué)性能上，普通混凝土中集料相與基體相的彈性模量之比在5.0以上，高性能混凝土中集料相與基體相之間的彈性模量之比也在3.0左右。上述研究表明，作為由多組分構(gòu)成的復(fù)合材料，混凝土組成相之間在物理性能、力學(xué)性能上的匹配性對(duì)其整體性能起著重要的作用，混凝土中基體相與集料相對(duì)混凝土的整體性能具有強(qiáng)烈的協(xié)同作用。這種作用是高強(qiáng)高性能、超高性能水泥基材料配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的因素。
2集料對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響集料對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響主要表現(xiàn)在強(qiáng)度、彈性模量和耐久性等方面。
2.1 集料品種對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
不同巖石粗集料對(duì)混凝土的彈性模量和收縮變形有影響。例如，日本在“新RC計(jì)劃”期間對(duì)安山巖、硬質(zhì)砂巖和石灰?guī)r進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果是:當(dāng)混凝土強(qiáng)度為100MPa -120MPa時(shí)，用安山巖和硬質(zhì)砂巖的混凝土彈性模量為40G戶a，用石灰?guī)r的是50GPa關(guān)于干燥收縮變形，用安山巖的最大為6x10-4，而用石灰?guī)r的最大為4.lx10-4。
混凝土拌合物的工作性能受集料的吸水性質(zhì)的影響，由于集料在拌合過程中，會(huì)直接吸走部分拌合用水，降低了混凝土的水灰比，使得混凝土拌合物的工作性變差，混凝土的坍落度減小，強(qiáng)度降低。
有試驗(yàn)結(jié)果表明:用石灰石、花崗巖、玄武巖和輝綠巖4種集料配制的相同配合比的混凝土中，用吸水率較低的石灰石集料配制的混凝土獲得了最高的抗壓強(qiáng)度，而吸水率最高的輝綠巖混凝土的抗壓強(qiáng)度最低。此外 ，吸水率高的集料，其對(duì)混凝土的抗凍性和收縮變形亦有不利的影響。
2.2 集料最大粒徑對(duì)混凝土力學(xué)性能的影晌
對(duì)于特定的水泥用量與砂率，混凝土中水泥槳量一定，混凝土強(qiáng)度存在集料最大粒徑效應(yīng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)坍落度一定時(shí)，最大粒徑的混凝土因其表面積增大，在相同坍落度下需水量增大，對(duì)應(yīng)的水灰比明顯增大或相同配合比條件下，混凝土的工作性變差，內(nèi)部缺陷增多，從而引起強(qiáng)度的降低。從微觀角度認(rèn)為，粗集料粒徑愈大，與水泥石粘結(jié)的表面積愈小，并且傾向于生成較弱的水泥石一集料界面，即較弱的過渡區(qū)，會(huì)減弱混凝土的強(qiáng)度。
2.3 集料粒形對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
一般卵 ( 礫)石具有球形顆粒外形與光滑表面構(gòu)造，碎石則為棱角顆粒和粗糙表面，粗糙表面具有良好的粘結(jié)作用，有利于強(qiáng)度的發(fā)展。在進(jìn)行混凝土的配合比設(shè)計(jì)及原材料選擇時(shí)，為了獲得所要求的混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性等性能，采取了限制粗集料中針片狀顆粒的含量的要求，這是因?yàn)獒樒瑺钤龆?，集料表面積增大，在其他材料用量不變的情況下，拌合物的砂漿數(shù)盆不足以包裹集料表面，使得集料之間的摩擦阻力增大，和易性變差。同時(shí)，混凝土構(gòu)筑物中集料的針片狀顆粒含量較多時(shí)，在疲勞荷載下針片狀集料極易折斷，從而影響混凝土的使用壽命。
也有試驗(yàn)研究表明，針片狀顆粒含量與混凝土強(qiáng)度存在一種特殊的關(guān)系，即不是針片狀含量越高，強(qiáng)度越低，也不是針片狀含量越低，強(qiáng)度越高，而是存在一個(gè)最佳針片狀值，在這個(gè)值附近，混凝土的抗壓強(qiáng)度最高。同時(shí)，集料中針片狀含量與混凝土彈性模量有一定關(guān)系，隨針片狀含量增加，彈性模量有增大的趨勢(shì)。
2.4 集料級(jí)配對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
粗集料的級(jí)配對(duì)混凝土的力學(xué)性能有非常明顯的影響，級(jí)配良好的集料具有較大的堆積密度和較小的空隙率。在其他條件相同的情況下，堆積密度越大，空隙率最小的集料，其級(jí)配可以獲得較高的強(qiáng)度和密實(shí)度。
根據(jù)最大密度曲線理論，固體顆粒按粒度大小，有規(guī)則的組合排列，粗細(xì)搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混合料。因此，石子的堆積密度存在一個(gè)合適的粗、細(xì)石子比例，在這個(gè)比例的集料可以得到最大的堆積密度和最小的空隙率，獲得最高的混凝土強(qiáng)度。
2.5 集 漿 比對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
在混凝土拌合物中，集料的表面和空隙要由水泥槳來包裹和填充，使得混凝土拌合物有一定的流動(dòng)性。若集料的含量過多，則水泥漿的數(shù)量相對(duì)較少，不足以被漿體包裹和填充，則拌合物容易離析、粘聚性變差相反，若集料的含量過少，水泥槳的數(shù)量相對(duì)過多，達(dá)一定限度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使拌合物的粘聚性和保水性變差，同時(shí)，也會(huì)影響強(qiáng)度和耐久性。
2.6 砂 率 變化對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土力學(xué)性能的影響
在滿足混凝土所要求的性能范圍內(nèi)，砂率要盡量低，因?yàn)樵谒酀{量一定的情況下，砂率在混凝土中主要是影響拌和料的和易性。對(duì)于高強(qiáng)高性能混凝土由于用水量較低，砂漿量要由增加砂率來補(bǔ)充，砂率應(yīng)適當(dāng)增大。但是砂率會(huì)根據(jù)水泥用量、水灰比、單位用水里、含氣量以及集料的粒徑、粒形等發(fā)生變化，因此，通常情況下很難簡(jiǎn)單確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，而要根據(jù)實(shí)際情況，由試驗(yàn)獲得。
根據(jù)有關(guān)資料的試驗(yàn)研究，混凝土的彈性模量隨砂率的增加而降低，抗拉強(qiáng)度則隨砂率的增大而出現(xiàn)峰值?；炷恋膹椥阅Ａ恐饕Q于集料的彈性模童以及粗集料與砂漿的體積比，隨砂率的增大，混凝土中粗集料比例下降，從而造成混凝土彈性模量下降。對(duì)給定配合比的混凝土拌和物，存在一個(gè)最佳砂率，使得混凝土流動(dòng)性最高，這主要是因?yàn)樵诒３只炷撂涠然鞠嗤瑫r(shí)，最佳砂率對(duì)水灰比有影響，從而影n向混凝土的強(qiáng)度。2.7 集料中堿活性對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
當(dāng)混凝土中達(dá)到一定數(shù)量的可溶性氧化物(Na2O，K2O)后，這些可溶’}生氧化物會(huì)與混凝土中某些含有堿活性礦物的集料在有水分的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成凝膠體，使其體積膨脹，引起已硬化的混凝土開裂破壞。這一現(xiàn)象稱之為堿一集料反應(yīng)?；炷烈坏┌l(fā)生堿一集料反應(yīng)，就會(huì)自身脹裂，使工程遭到破壞，無法補(bǔ)救。
含有堿活性的集料，其粒徑及含量對(duì)膨脹的大小有影響。實(shí)踐證明，在混合物中加入細(xì)粉狀的二氧化硅，可使由堿一集料反應(yīng)引起的膨脹減少或消除。一方面在低二氧化硅含量范圍內(nèi)，對(duì)于給定的堿盆條件下，二氧化硅數(shù)里愈大，膨脹量也增加，但在二氧化硅含量較高時(shí)，情況正好相反，即活性集料的表面積愈大，單位面積上有效數(shù)量越少，因而可能生成的堿一硅凝膠量也越少。另一方面，由于氫氧化鈣的遷移率非常低，僅集料表面附近的氫氧化鈣可以參加反應(yīng)，因此，表面積增加，集料界面處溶液的氫氧化鈣與堿的比值也增加，在這種情況下，便形成一種無害的堿性硅酸鈣產(chǎn)物。
對(duì)于給定的活性集料，有一個(gè)能導(dǎo)致最大膨脹量的所謂“最危險(xiǎn)”含量。在活性顆粒較少的情況下，隨著含量的增加，堿的硅酸鹽凝膠數(shù)量越多，膨脹越大。但當(dāng)超過“最危險(xiǎn)”含后，活性顆粒越多，單位面積上所能作用的有效堿相應(yīng)減少，膨脹率變小。因此，摻入足夠數(shù)量的活性二氧化硅細(xì)粉或火山灰、粉煤灰等，能有效抑制堿一集料反應(yīng)的膨脹效果。
同樣原因 ，將細(xì)的硅質(zhì)材料加到粗的活性顆粒中盡管會(huì)和混凝土發(fā)生反應(yīng)，但會(huì)使膨脹減小，這些火山灰摻和料對(duì)減少粗集料顆粒的侵蝕有效。
3結(jié)語
集料是混凝土的重要組成材料，其性能對(duì)混凝土的物理一力學(xué)性能有重要的影響。特別是對(duì)于高強(qiáng)高性能混凝土，其強(qiáng)度受組成材料的強(qiáng)度影響較大，集料的強(qiáng)度明顯影響混凝土的強(qiáng)度。如果集料中混有一定量較弱集料，則混凝土強(qiáng)度會(huì)顯著降低?；炷良系募?jí)配較理想時(shí)，可獲得較高的強(qiáng)度。集料的最大粒徑和混合料的砂率存在一個(gè)最佳值，此時(shí)混凝土的強(qiáng)度與彈性模量均較高。堿一集料反應(yīng)是一個(gè)重要的問題，活性集料容易發(fā)生堿一集料反應(yīng)。在原材料選擇時(shí)，應(yīng)選擇非活性集料，降低堿的含量，抑制堿一集料反應(yīng)。凝土的強(qiáng)度與彈性模量均較高。堿一集料反應(yīng)是一個(gè)重要的問題，活性集料容易發(fā)生堿一集料反應(yīng)。在原材料選擇時(shí)，應(yīng)選擇非活性集料，降低堿的含量，抑制堿一集料反應(yīng)。
參考文獻(xiàn) :
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關(guān)鍵詞: 集料相 基體相 最大粒徑 堿活性
中圖分類號(hào):量u526.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671一9107(2007)05一0044一03
集料在水泥基材中具有重要的作用。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為普通混凝土性能的好壞主要取決于基體相的性能，而集料的影響相對(duì)較小，因而集料的作用并沒有引起足夠的重視。然而，隨著水泥基材料性能的提高(如各種高強(qiáng)、高性能混凝土材料的出現(xiàn))，集料在這些材料中的作用逐漸突出。本文著重介紹混凝土材料宏觀組成相— 集料相與基體相對(duì)水泥基材料力學(xué)性能的協(xié)同作用，在此基礎(chǔ)上，從集料品種、最大粒徑、粒形、級(jí)配及集料含量等方面對(duì)混凝土強(qiáng)度、彈性模量等的影響規(guī)律作進(jìn)一步闡述。
1水泥基材料中集料相與基體相的協(xié)同效應(yīng)
越來越多的研究表明，隨著水泥基材料力學(xué)性能的提高，其性能并非由單一的基體相決定，而是充分表現(xiàn)出復(fù)合材料的行為?；w相與集料相的相對(duì)性能變化對(duì)水泥基材料力學(xué)性能的影響就是復(fù)合材料行為的具體表現(xiàn)。這主要是因?yàn)樵谑艿胶奢d作用時(shí)，水泥基材料內(nèi)部性能不同的宏觀組成相之間由于荷載傳遞而引起的協(xié)同作用所造成的。
當(dāng)混凝土中基體相與集料相的性能相匹配時(shí)，有利于充分發(fā)揮各組成相的最大潛能，并可使混凝土復(fù)合材料性能達(dá)到最佳。
Moham ed等采用微觀力學(xué)模型研究了混凝土材料在受荷情況下宏觀組成相的相對(duì)性能對(duì)其內(nèi)部裂紋擴(kuò)展的影響，指出集料相與基體相之間的抗拉強(qiáng)度比是決定材料內(nèi)部裂紋擴(kuò)展途徑最為重要的因素。
另外 ，混 凝土作為土木工程中最常用的建筑材料之一，其基體相與集料相在宏觀尺度上和力學(xué)性能上亦存在較大差別。宏觀尺度上，粗集料最大粒徑為厘米級(jí)，未水化的水泥顆粒為微米級(jí)，而水泥水化產(chǎn)物的尺度則更小而在力學(xué)性能上，普通混凝土中集料相與基體相的彈性模量之比在5.0以上，高性能混凝土中集料相與基體相之間的彈性模量之比也在3.0左右。上述研究表明，作為由多組分構(gòu)成的復(fù)合材料，混凝土組成相之間在物理性能、力學(xué)性能上的匹配性對(duì)其整體性能起著重要的作用，混凝土中基體相與集料相對(duì)混凝土的整體性能具有強(qiáng)烈的協(xié)同作用。這種作用是高強(qiáng)高性能、超高性能水泥基材料配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的因素。
2集料對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響集料對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響主要表現(xiàn)在強(qiáng)度、彈性模量和耐久性等方面。
2.1 集料品種對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
不同巖石粗集料對(duì)混凝土的彈性模量和收縮變形有影響。例如，日本在“新RC計(jì)劃”期間對(duì)安山巖、硬質(zhì)砂巖和石灰?guī)r進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果是:當(dāng)混凝土強(qiáng)度為100MPa -120MPa時(shí)，用安山巖和硬質(zhì)砂巖的混凝土彈性模量為40G戶a，用石灰?guī)r的是50GPa關(guān)于干燥收縮變形，用安山巖的最大為6x10-4，而用石灰?guī)r的最大為4.lx10-4。
混凝土拌合物的工作性能受集料的吸水性質(zhì)的影響，由于集料在拌合過程中，會(huì)直接吸走部分拌合用水，降低了混凝土的水灰比，使得混凝土拌合物的工作性變差，混凝土的坍落度減小，強(qiáng)度降低。
有試驗(yàn)結(jié)果表明:用石灰石、花崗巖、玄武巖和輝綠巖4種集料配制的相同配合比的混凝土中，用吸水率較低的石灰石集料配制的混凝土獲得了最高的抗壓強(qiáng)度，而吸水率最高的輝綠巖混凝土的抗壓強(qiáng)度最低。此外 ，吸水率高的集料，其對(duì)混凝土的抗凍性和收縮變形亦有不利的影響。
2.2 集料最大粒徑對(duì)混凝土力學(xué)性能的影晌
對(duì)于特定的水泥用量與砂率，混凝土中水泥槳量一定，混凝土強(qiáng)度存在集料最大粒徑效應(yīng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)坍落度一定時(shí)，最大粒徑的混凝土因其表面積增大，在相同坍落度下需水量增大，對(duì)應(yīng)的水灰比明顯增大或相同配合比條件下，混凝土的工作性變差，內(nèi)部缺陷增多，從而引起強(qiáng)度的降低。從微觀角度認(rèn)為，粗集料粒徑愈大，與水泥石粘結(jié)的表面積愈小，并且傾向于生成較弱的水泥石一集料界面，即較弱的過渡區(qū)，會(huì)減弱混凝土的強(qiáng)度。
2.3 集料粒形對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
一般卵 ( 礫)石具有球形顆粒外形與光滑表面構(gòu)造，碎石則為棱角顆粒和粗糙表面，粗糙表面具有良好的粘結(jié)作用，有利于強(qiáng)度的發(fā)展。在進(jìn)行混凝土的配合比設(shè)計(jì)及原材料選擇時(shí)，為了獲得所要求的混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性等性能，采取了限制粗集料中針片狀顆粒的含量的要求，這是因?yàn)獒樒瑺钤龆?，集料表面積增大，在其他材料用量不變的情況下，拌合物的砂漿數(shù)盆不足以包裹集料表面，使得集料之間的摩擦阻力增大，和易性變差。同時(shí)，混凝土構(gòu)筑物中集料的針片狀顆粒含量較多時(shí)，在疲勞荷載下針片狀集料極易折斷，從而影響混凝土的使用壽命。
也有試驗(yàn)研究表明，針片狀顆粒含量與混凝土強(qiáng)度存在一種特殊的關(guān)系，即不是針片狀含量越高，強(qiáng)度越低，也不是針片狀含量越低，強(qiáng)度越高，而是存在一個(gè)最佳針片狀值，在這個(gè)值附近，混凝土的抗壓強(qiáng)度最高。同時(shí)，集料中針片狀含量與混凝土彈性模量有一定關(guān)系，隨針片狀含量增加，彈性模量有增大的趨勢(shì)。
2.4 集料級(jí)配對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
粗集料的級(jí)配對(duì)混凝土的力學(xué)性能有非常明顯的影響，級(jí)配良好的集料具有較大的堆積密度和較小的空隙率。在其他條件相同的情況下，堆積密度越大，空隙率最小的集料，其級(jí)配可以獲得較高的強(qiáng)度和密實(shí)度。
根據(jù)最大密度曲線理論，固體顆粒按粒度大小，有規(guī)則的組合排列，粗細(xì)搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混合料。因此，石子的堆積密度存在一個(gè)合適的粗、細(xì)石子比例，在這個(gè)比例的集料可以得到最大的堆積密度和最小的空隙率，獲得最高的混凝土強(qiáng)度。
2.5 集 漿 比對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
在混凝土拌合物中，集料的表面和空隙要由水泥槳來包裹和填充，使得混凝土拌合物有一定的流動(dòng)性。若集料的含量過多，則水泥漿的數(shù)量相對(duì)較少，不足以被漿體包裹和填充，則拌合物容易離析、粘聚性變差相反，若集料的含量過少，水泥槳的數(shù)量相對(duì)過多，達(dá)一定限度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使拌合物的粘聚性和保水性變差，同時(shí)，也會(huì)影響強(qiáng)度和耐久性。
2.6 砂 率 變化對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土力學(xué)性能的影響
在滿足混凝土所要求的性能范圍內(nèi)，砂率要盡量低，因?yàn)樵谒酀{量一定的情況下，砂率在混凝土中主要是影響拌和料的和易性。對(duì)于高強(qiáng)高性能混凝土由于用水量較低，砂漿量要由增加砂率來補(bǔ)充，砂率應(yīng)適當(dāng)增大。但是砂率會(huì)根據(jù)水泥用量、水灰比、單位用水里、含氣量以及集料的粒徑、粒形等發(fā)生變化，因此，通常情況下很難簡(jiǎn)單確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，而要根據(jù)實(shí)際情況，由試驗(yàn)獲得。
根據(jù)有關(guān)資料的試驗(yàn)研究，混凝土的彈性模量隨砂率的增加而降低，抗拉強(qiáng)度則隨砂率的增大而出現(xiàn)峰值?；炷恋膹椥阅Ａ恐饕Q于集料的彈性模童以及粗集料與砂漿的體積比，隨砂率的增大，混凝土中粗集料比例下降，從而造成混凝土彈性模量下降。對(duì)給定配合比的混凝土拌和物，存在一個(gè)最佳砂率，使得混凝土流動(dòng)性最高，這主要是因?yàn)樵诒３只炷撂涠然鞠嗤瑫r(shí)，最佳砂率對(duì)水灰比有影響，從而影n向混凝土的強(qiáng)度。2.7 集料中堿活性對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
當(dāng)混凝土中達(dá)到一定數(shù)量的可溶性氧化物(Na2O，K2O)后，這些可溶’}生氧化物會(huì)與混凝土中某些含有堿活性礦物的集料在有水分的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成凝膠體，使其體積膨脹，引起已硬化的混凝土開裂破壞。這一現(xiàn)象稱之為堿一集料反應(yīng)?；炷烈坏┌l(fā)生堿一集料反應(yīng)，就會(huì)自身脹裂，使工程遭到破壞，無法補(bǔ)救。
含有堿活性的集料，其粒徑及含量對(duì)膨脹的大小有影響。實(shí)踐證明，在混合物中加入細(xì)粉狀的二氧化硅，可使由堿一集料反應(yīng)引起的膨脹減少或消除。一方面在低二氧化硅含量范圍內(nèi)，對(duì)于給定的堿盆條件下，二氧化硅數(shù)里愈大，膨脹量也增加，但在二氧化硅含量較高時(shí)，情況正好相反，即活性集料的表面積愈大，單位面積上有效數(shù)量越少，因而可能生成的堿一硅凝膠量也越少。另一方面，由于氫氧化鈣的遷移率非常低，僅集料表面附近的氫氧化鈣可以參加反應(yīng)，因此，表面積增加，集料界面處溶液的氫氧化鈣與堿的比值也增加，在這種情況下，便形成一種無害的堿性硅酸鈣產(chǎn)物。
對(duì)于給定的活性集料，有一個(gè)能導(dǎo)致最大膨脹量的所謂“最危險(xiǎn)”含量。在活性顆粒較少的情況下，隨著含量的增加，堿的硅酸鹽凝膠數(shù)量越多，膨脹越大。但當(dāng)超過“最危險(xiǎn)”含后，活性顆粒越多，單位面積上所能作用的有效堿相應(yīng)減少，膨脹率變小。因此，摻入足夠數(shù)量的活性二氧化硅細(xì)粉或火山灰、粉煤灰等，能有效抑制堿一集料反應(yīng)的膨脹效果。
同樣原因 ，將細(xì)的硅質(zhì)材料加到粗的活性顆粒中盡管會(huì)和混凝土發(fā)生反應(yīng)，但會(huì)使膨脹減小，這些火山灰摻和料對(duì)減少粗集料顆粒的侵蝕有效。
3結(jié)語
集料是混凝土的重要組成材料，其性能對(duì)混凝土的物理一力學(xué)性能有重要的影響。特別是對(duì)于高強(qiáng)高性能混凝土，其強(qiáng)度受組成材料的強(qiáng)度影響較大，集料的強(qiáng)度明顯影響混凝土的強(qiáng)度。如果集料中混有一定量較弱集料，則混凝土強(qiáng)度會(huì)顯著降低?；炷良系募?jí)配較理想時(shí)，可獲得較高的強(qiáng)度。集料的最大粒徑和混合料的砂率存在一個(gè)最佳值，此時(shí)混凝土的強(qiáng)度與彈性模量均較高。堿一集料反應(yīng)是一個(gè)重要的問題，活性集料容易發(fā)生堿一集料反應(yīng)。在原材料選擇時(shí)，應(yīng)選擇非活性集料，降低堿的含量，抑制堿一集料反應(yīng)。凝土的強(qiáng)度與彈性模量均較高。堿一集料反應(yīng)是一個(gè)重要的問題，活性集料容易發(fā)生堿一集料反應(yīng)。在原材料選擇時(shí)，應(yīng)選擇非活性集料，降低堿的含量，抑制堿一集料反應(yīng)。
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