骨料对混凝土强度的影响

骨料对混凝土强度的影响

混凝土强度主要与骨料强度、胶凝材料浆体强度以及骨料—浆体界面过渡区强度有关，因此，从理论上看，除骨料强度对混凝土强度有直接影响外，骨料颗粒粒径、形状、表面吸水特性、矿物成分及其与浆体的黏结特性因影响界面过渡区的特性，进而影响混凝土强度。

各个行业从自身特点出发，对轧制骨料的岩石最低抗压强度均进行了规定。如DL/T 5388-2007《水电水利工程天然建筑材料勘察规程》中规定，混凝土人工骨料原岩饱和抗压强度必须大于40MPa，对于高强度等级或有特殊要求的混凝土应按设计要求确定；JGJ 53-1992《普通混凝土用碎石和卵石质量标准及检验方法》中规定，岩石抗压强度与混凝土强度之比不应小于1·5，且岩浆岩（玄武岩、辉绿岩等）强度不宜低于80MPa，变质岩（片麻岩、石英岩等）不宜低于60MPa，沉积岩（灰岩、砂岩等）不宜低于30MPa, JGJ 53-1992《普通混凝土用碎石和卵石质量标准及检验方法》的修订版JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中规定，将岩石抗压强度与混凝土强度之比由1.5降至1.2，即规定岩石抗压强度应比所配制的混凝土强度至少高20%，且取消了不同岩性岩石最低抗压强度的限制，但考虑到工业民用建筑行业所应用的混凝土强度等级普遍较高，因此岩石最低抗压强度通常都会大于40MPa。

对于水工大体积混凝土，因最大骨料粒径主要以80～

150mm为主，骨料体积约占混凝土的85%左右，骨料与浆体界面黏结强度较低，骨料强度对混凝土强度影响较大，但因水工大体积混凝土强度等级相对较低，要求最低饱和抗压强度大于40MPa基本满足要求。工业民用建筑、交通等行业主要以二级配（最大骨料粒径约25～40mm）、较高强度混凝土为主，因水胶比较低、单位胶凝材料用量较高，骨料与胶凝材料浆体界面相对比较密实，随着超细矿粉、硅粉等掺合料的应用，高强混凝土中骨料与浆体界面黏结强度较普通水泥混凝土有较大幅度的提高，从而使得骨料强度相对低一点对混凝土强度影响较小。

骨料的颗粒形状及其表面特征因会影响骨料与浆体的黏结强度，从而影响混凝土强度，如卵石表面光滑、少棱角，与浆体的黏结强度较低；碎石表面粗糙、多棱角，与浆体黏结强度较高，在其他条件基本相同时，同水胶比的条件下，碎石混凝土强度通常比卵石混凝土高。粗骨料最大粒径越大，骨料表面聚集水膜的趋势就越强，骨料与浆体的界面过渡区相对越弱，从而限制混凝土强度，通常。隋况下，高强度等级混凝土中的粗骨料最大粒径通常会限制在20～25mm，但增加粗骨料最大粒径，可有效降低混凝土单位用水量和胶凝材料用量，故水工大体积混凝土通常采用较大的粗骨料最大粒径。粗骨料中针、片状颗粒不仅会使混凝土空隙率增大，在受力后还容易被折断，故粗骨料中针、片状颗粒过多时，会使混凝土强度降低。

骨料矿物成分对混凝土强度也有影响，在其他条件基本相同

条件下，碳酸盐骨料（如石灰岩、白云岩）混凝土较其他岩性骨料混凝土强度高，尤其是28d龄期以后的强度，这可能与石灰岩骨料与白云岩骨料与浆体具有较高的黏结强度有关。许多大中型水电工程混凝土骨料料源选择过程中均发现上述现象。也有部分岩石，如某西部工程前期项目中碰到的娟云板岩，其浸润角大，与水泥浆体黏结性较差，配制的混凝土强度很难超过40MPa。

骨料原岩的风化程度对坝体大体积混凝土的力学性能、变形性能和耐久性存在较大影响。侯俊国曾结合二滩高拱坝开展正长岩人工骨料品质对坝体大体积混凝土性能的影响研究，结果表明，骨料风化程度对混凝土抗压强度、劈拉强度、极限拉伸值、抗冻性、抗渗性以及抗裂性能等都有显著影响，且混凝土内风化骨料含量越高、骨料风化程度越深，对混凝土性能的不利影响越高。这主要是因为骨料风化程度较高时，骨料表面风化晕和锈蚀斑的存在引起骨料与胶凝材料浆体界面黏结强度下降，且骨料风化后其自身强度降低、吸水率增加、坚固性降低，从而导致混凝土性能下降。

骨料中的有害物质，如粗细骨料中的黏土泥块、砂中的云母、有机杂质等，亦可通过妨碍水泥水化、降低骨料与浆体之间的黏结强度，或骨料自身存在软弱颗粒等，对混凝土强度产生不利影响，相关规范通常会规定这些有害物质的限量。

资料整理：双金机械