摘要：在粗集料摻量相同的前提下，變動(dòng)混凝土的粗集料級(jí)配和水膠比，以考察粗集料級(jí)配對(duì)}昆凝土強(qiáng)度發(fā)展歷程的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：從提高混凝土強(qiáng)度的角度，隨著混凝土水膠比的降低，其膠凝材料用量增大，同時(shí)，宜采用最大粒徑較小的粗集料，反之亦然。
關(guān)鍵詞：混凝土；粗集料；級(jí)配；水膠比；最大粒徑
0 引言
粗集料作為混凝土配合比的組成要素之一，對(duì)混凝土的用水量[l]、收縮和徐變能力[2]、強(qiáng)度[3]和過(guò)渡區(qū)品質(zhì)¨堵|5有重要影響。一般而言，隨著混凝土水膠比的減小，其強(qiáng)度升高，所用粗集料粒徑宜減小。但以往的研究并沒(méi)有給出混凝土水膠比與適宜的粗集料級(jí)配之間的明確關(guān)系，因此，本試驗(yàn)通過(guò)在混凝土的配合比中變動(dòng)水膠比和粗集料級(jí)配，系統(tǒng)地研究了粗集料級(jí)配對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度發(fā)展歷程的影響。這對(duì)于混凝土的配合比設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
1 混凝土所用原材料和配合比
試驗(yàn)所用膠凝材料包括拉發(fā)基P·O 42．5級(jí)水泥，元寶山I級(jí)粉煤灰和Elkem凝聚硅灰，它們的化學(xué)組成如表l所示。砂石采用二區(qū)中砂和4種連續(xù)級(jí)配的石灰石質(zhì)碎石，它們的級(jí)配曲線如圖1和圖2所示。在混凝土成型時(shí)，使用聚羧酸系減水劑調(diào)節(jié)混凝土的坍落度為20～70 mm?；炷僚浜媳热绫?所示?；炷猎嚇訛檫呴L(zhǎng)150mm的立方體，養(yǎng)護(hù)條件為T=20℃，RH≥95％。
2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
在不同的水膠比條件下，粗集料級(jí)配對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度發(fā)展歷程的影響如圖3至圖5所示?？梢?jiàn)，其總體趨勢(shì)是隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng)，混凝土的抗壓強(qiáng)度增大。但在相同的水膠比和粗集料摻量下，使用不同級(jí)配的粗集料所配制混凝土的抗壓強(qiáng)度并不相同；同時(shí)，粗集料的級(jí)配對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響隨混凝土水膠比的不同而變化，隨著混凝土水膠比的減小，使用較小的粗集料粒徑可獲得較高的強(qiáng)度，對(duì)水膠比為0．38的混凝土，宜采用最大粒徑為40 mm的粗集料；對(duì)水膠比為0．31的混凝土，宜采用最大粒徑為20 mm的粗集料；對(duì)水膠比為0．24的混凝土，宜采用最大粒徑為l0 mm的粗集料。以往的研究也給出了類似的結(jié)論。
圖6為不同級(jí)配的粗集料在每立方混凝土中的表面積，該表面積是假定粗集料為理想的圓形顆粒，并對(duì)每一級(jí)篩余進(jìn)行分步求解并累計(jì)所得【7】。可見(jiàn)在保持粗集料用量不變的條件下，隨著粗集料最大粒徑的減小，其在單方混凝土中的表面積增大。
粗集料級(jí)配對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響可從其對(duì)界面過(guò)渡區(qū)品質(zhì)的影響來(lái)考慮，在粗集料具有相同的礦物成分的前提下，過(guò)渡區(qū)的品質(zhì)取決于集料周圍尤其是底部的泌水趨勢(shì)和包裹集料的膠凝材料用量。在圖3中，由于混凝土的水膠比較大，膠凝材料用量較少，對(duì)所用粗集料粒徑較小的混凝土而言，由于其內(nèi)部較大的粗集料表面積，使得粗集料的可見(jiàn)膠凝材料用量較小，因而，削弱了界面過(guò)渡區(qū)的品質(zhì)并降低了混凝土的強(qiáng)度。在圖5中，混凝土的水膠比較小，膠凝材料用量較大，粗集料的可見(jiàn)膠凝材料的量不再成為制約界面過(guò)渡區(qū)品質(zhì)的因素，但此時(shí)由于較大粒徑粗集料的周圍尤其是底部泌水趨勢(shì)增強(qiáng)，因而削弱了界面過(guò)渡區(qū)的品質(zhì)并降低了混凝土的強(qiáng)度。
3 結(jié)論
混凝土的抗壓強(qiáng)度不僅取決于其水膠比，還取決于其粗集料的級(jí)配。對(duì)高水膠比的混凝土而言，宜采用較大粒徑的粗集料，以減小粗集料的總表面積；而對(duì)低水膠比的}昆凝土而言，宜采用較小粒徑的粗集料，以減小粗集料周圍尤其是底部的泌水趨勢(shì)，從而提高過(guò)渡區(qū)的品質(zhì)j并提高混凝土的強(qiáng)度。
在本試驗(yàn)研究的水膠比范圍內(nèi)，對(duì)水膠比為O．38的混凝土，宜采用最大粒徑為40 min的粗集料；對(duì)水膠比為0．31的混凝土，宜采用最大粒徑為20 mlTl的粗集料；對(duì)水膠比為0．24的混凝土，宜采用最大粒徑為lo mm的粗集料，以使得混凝土獲得較高的強(qiáng)度。
