粗骨料对混凝土性能的影响与定量评价（转）

刘国华1，陈斌1，曹学有2 （1．浙江大学建筑工程学院，浙江　杭州　310027； 2．水利水电第十二工程局，浙江　杭州　310004） 　　摘　要：为便于混凝土质量的信息化管理和配合比的优化设计，从粗骨料材质、颗粒形状、级配组成等方面深入探讨其对混凝土性能的影响，同时对混凝土中粗骨料的合理含量作分析讨论，总结出粗骨料质量特性的定量化描述方法，为HPC配合比的优化设计奠定基础。 　　关键词：高性能混凝土；粗骨料；定量评价 　　粗骨科（一般包括碎石和卵石）是水泥混凝土的主要组成成分之一。不同粒径的粗骨料，以不同级配组合，构成混凝土的基本骨架，其重量约占总重的60％～70％。在普通混凝土中，由于其本身各种物理力学性能要求较低，粗骨料影响并不突出，通常只是在按Bolemey公式（或Abrums定则）确定水灰比后，简单考虑粗骨料种类、最大粒径及用量的影响，而对其他许多质量特性未做具体要求。但是近年来，随着高性能混凝土（HPC）概念的提出及其在工程中的广泛应用，发现粗骨料的其他许多特性，如自身强度、弹性模量、颗粒形状、级配组成、表面洁净度、吸水率等，对混凝土力学性能也有非常重要的影响；而其化学组成、热膨胀系数、导热系数、比热等热学特性，与混凝土的收缩与徐变、耐久性密切相关［1］。全面、深入地探讨粗骨料这些物理、化学特性对混凝土性能的影响，已成为摆在广大混凝土工作者面前的又一重要课题，迫切需要进一步的研究探讨。 1　粗骨料材质对混凝土性能的影响 　　粗骨料材质对混凝土性能的影响，主要体现在两个方面：一是其某些化学成分能和水泥发生化学反应，从而产生某些有利或有害的影响；二是粗骨料本身强度、变形特性与混凝土强度、变形特性之间有密切关系。 1．1　化学成分对混凝土力学性能的影响 　　碱骨料反应是混凝土产生耐久性破坏的重要原因之一，而且这种破坏一旦发生，混凝土将产生整体性破坏而无法补救。破坏发生的原因是由于骨料中的活性成分，如MgO、CaO等，与水泥产生化学反应，引起混凝土体积膨胀，从而使混凝土内部产生自应力，超过其承载能力而导致破坏失效。如果上述有害化学成分超标，即不宜采用，故对此不展开讨论。骨料化学成分对混凝土力学性能影响的另一方面，是某些活性骨料，如碳酸岩，能在界面与水泥中的C3A发生反应生成水化碳铝酸钙，从而增加了骨料与砂浆的界面胶结强度，化学反应式：3CaO・Al2O3・6H2O＋CaCO3＋6H2O