04混凝土用骨料

4混凝土用骨料

4.1概述

4.1.1骨料的分类及成因

骨料也称集料，在混凝土中起骨架作用。由于骨料具有一定的强度，而且分布范围广，取材容易，加工方便，价格低廉，所以在混凝土施工中得到广泛应用。配制混凝土采用的骨料通常有砂、碎石或卵石。骨料的分类如下：

按粒径区分，粒径在0.l5mm至4.75mm之间为细骨料，如砂；粒径大于4.75mm为粗骨料，如碎石和卵石。

按密度区分，绝干密度2.3t/m3以下，烧成的人造轻骨料与火山渣为轻骨料；绝干密度在2.3-2.8t/m3左右，通常混凝土用的天然骨料及人造骨料为普通骨料；绝干密度2.9 t/m3以上，多者达4.0 t/m3以上为重骨料。

按成因区分为：天然骨料，象砂、卵石；人造骨料，象机制砂、碎石、碎卵石、高炉矿渣等。

生成骨料的岩石有火成岩、沉积岩与变质岩三大类。火成岩中常用的有花岗岩，沉积岩中常用的有凝灰岩、石灰岩，变质岩中常用的有大理岩。骨料中常见有害作用的矿物有云母、泥及泥块等，云母吸水率高，强度及抗磨性差。

4.1.2骨料的强度

骨料的强度来自岩石母体，在我国JGJ53-92中规定，采用50mm的立方体试件或φ50mm×H50mm 圆柱体，在饱和状态下测定其抗压强度。火成岩强度不宜低于80MPa，变质岩不宜低于60MPa，水成岩不宜低于30MPa。水成岩包括石灰岩、砂岩等，变质岩包括片麻岩、石英岩等。深成的火成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄揽岩，喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。碎石或卵石抵抗压碎的能力称为压碎指标值，骨料在生产过程中用压碎指标值测定仪来测压碎值，以间接反映岩石的强度。

对于普通混凝土，不同品种、不同强度骨料对混凝土强度的影响很小，但对高强混凝土，骨料的差别对强度的影响很大。混凝土强度等级为C60以上时，应进行岩石抗压试验。岩石抗压强度应为混凝土强度1.5倍以上。

混凝土的强度受水泥浆与骨料黏结强度的影响。骨料具有足够的强度时，混凝土强度不受骨料强度的影响。碎石与水泥浆的黏结面积大，黏结强度高，故比用河卵石配制的混凝土抗压强度高。

1

为了获得高强度，采用碎石比河卵石更有利。碎石中母岩的强度高，致密的硬质砂岩及安山岩是较合适的。水灰比0.25的混凝土，采用不同的骨料配制时，由于粗骨料的差别，抗压强度试验结果，强度相差达40MPa，由于细骨料差别，强度相差MPa。

高强度混凝土选择骨料时应注意:首先选用表观密度2.65以上，吸水率在1.0%～l.5%以下，粒度2.0～2.5cm左右，在混凝土中体积含量约占40%的碎石。细骨料要采用级配良好的河砂，即中偏粗砂。

4.1.3骨料的弹性模量

混凝土的弹性模量受骨料品种的影响很大；而泊松比受骨料影响较小。骨料的弹性模量一般为3×104～l2×104MPa左右。一般情况下，骨料的抗压强度越高，弹性模量也高。使用骨料的弹性模量越高，混凝土的弹性模量也增高。

4.1.4表观密度ρ、堆积密度ρ′

(1)表观密度ρ(kg/m3)是骨料颗粒单位体积(包括内封闭孔隙)的质量。骨料的密度有饱和面干状态与绝干状态两种。

(2)堆积密度ρ′，紧密密度ρс

根据所规定的捣实条件，把骨料放入容器中，装满容器后的骨料质量除以容器的体积，称为紧密密度ρс。骨料在自然堆积状态下，单位体积的质量称为堆积密度ρ′。

4.1.5级配

骨料中各种大小不同的颗粒之间的数量比例，称为骨料级配。骨料的级配如果选择不当，以至骨料的比表面、空隙率过大，则需要多耗费水泥浆，才能使混凝土获得一定的流动性，以及硬化后的性能指标，如强度、耐久性等。有时即使多加水泥，硬化后的性能也会受到一定影响。故骨料的级配具有一定的实际意义。分析级配的常用指标如下:

4. 1 .

5.1筛分曲线

骨料颗粒大小常用筛分确定。骨料的级配采用各筛上的筛余量按质量百分率表示。其筛分结果可以绘成筛分曲线(或称级配曲线)。

(1)砂的筛分曲线砂按0.600mm筛孔的累计筛余量(以质量百分率计，下同)，分成三个级配区：I 区属粗砂，II区属中砂，III区属细砂。

(2)碎石或卵石的筛分与级配范围

对于粗骨料，有连续级配与间断级配之分。用与细骨料相同的筛分方法求得分计筛余量及累计筛2

余量百分率。单粒级一般用于组合具有要求级配的连续粒级。它也可以与连续级配的碎石或卵石混合使用，改善它们的级配或配成较大粒度的连续级配。采用单粒级时，必须注意避免混凝土发生离析。

所谓连续级配，即颗粒由小到大，每级粗骨料都占有一定比例，相邻两级粒径之比为N=2；天然河卵石都属连续级配。但是，这种连续级配的粒级之间会出现干扰现象。如果相邻两级粒径比D:d=6，直径小的一级骨料正好填充大一级的骨料的空隙，这时骨料的空隙率最低。

4.1.

5.2 细度模数μƒ

细度模数是用来代表骨料总的粗细程度的指标。它等于砂、石或砂石混合物在0.l5mm以上各筛的总筛余百分率之和(质量)除以100。按细度模数的概念，习惯上将砂大致分为粗、中、细砂。细砂的细度模数在1.6～2.2之间，中砂在2.3～3.0之间，粗砂在3.1～3.7之间。石子的细度模数一般大于5～6。

4.1.

5.3 空隙率

骨料颗粒与颗粒之间没有被骨料占领的自由空间，称为骨料的空隙。在单位体积的骨料中，空隙所占的体积百分比，称为空隙率。骨料的空隙率主要取决于其级配。颗粒的粒形和表面粗糙度对空隙率也有影响。颗粒接近球形或者正方形时，空隙率较小；而颗粒棱角尖锐或者扁长者，空隙率较大；表面粗糙，空隙率较大。卵石表面光滑，粒形较好，空隙率一般比碎石小。碎石约为45%左右，卵石约为35%～45%。

砂子的空隙率一般在40%上下。粗砂颗粒有粗有细，空隙率较小；细砂的颗粒较均匀，空隙率较大。对于高强度等级的混凝土，砂的堆积密度不应小于1500kg/m3，对于低强度等级的混凝土，不应低于1400kg/m3。

4.1.

5.4 骨料的最大粒径

骨料的公称粒径的上限为该粒级的最大粒径。骨料的最大粒径大，比表面积小，空隙率也比较小。这就可以节省水泥与用水量，提高混凝土密实度、抗渗性、强度，减小混凝土收缩。所以一般都尽量选用较大的骨料最大粒径。

最大粒径的尺寸，受到结构物的尺寸及钢筋的密度限制。一般规定，最大粒径不能大于结构物最小尺寸的1/4～l/5，不能大于钢筋净距的3/4，道路地坪厚度的1/2。当强制型搅拌机为400L以下时，不应超过100mm。在选择最大粒径时，应该视具体工程特点而定。

4.1.

5.5 粗骨料的针片状含量

凡岩石颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值。

粗骨料的针片状颗粒对级配和强度均带来不利影响。在规范中还规定，混凝土强度等级≥C30时，针片状颗粒含量(以质量计)≤15%；混凝土强度等级

3