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张伟潼等:粗集料特征参数对混凝土自收缩羏响
粗集料特征参数对混凝土自收缩影响
张伟潼,江守恒2,王洪生
(1.黑龙江省塞地建筑科学研究院,哈尔滨150080;2.哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨150090)
【摘要】主要研究了粗集料自身特征对混凝土抗压强度和早期自收缩的影响。结果表明:粗集料的级配
达到最紧密堆积状态、针片状颗粒含量越低,混凝士的抗压强度越高、自收缩越小粗集料最大粒径越小,混凝土
抗压强度越高,而有利于减小混凝土早期自收缩的粗骨料最大粒径为26.5mm。
【关键词】混凝士;粗集料;自收缩
中图分类号】TU528.04
文献标识码】B【文章编号】1001-6864(2012)04-0011-02
0前言
根据标准规定进行连续级配混合,但粗细粒径比例不
集料是混凝土中的刚性填充料,其体积约占混凝同,由小到大顺序依次编号为A、B、C;选取粒径为
土总体积的60%~-80%,是混凝土的主要组分之一。4.75-19mm、4.75~31.5m的粗集料,经筛分后得到
粗集料的外观特征及物理力学性能对混凝土的性能最紧密堆积的级配,编号分别为D、E;用针片状规准仪
有很大的影响,特别是对水泥石界面区结构、混凝土分离出针片状粗集料,再以5%、10%、15%三种比例
力学性能和早期变形的影响尤为显著
掺人到粗集料B中,编号分别为F、G、H。按表1配合
近年来,由于基础设施建设的突飞猛进发展,混比配制混凝土,参照文献[6]的试验方法测试混凝土
凝土用量猛增,对砂、石等资源的需求量大幅增加,许早期自收缩,同时测定其3d、7d、28d抗压强度。
多小规模的私人采石场等大量生产石料,大多没有试2试验结果与分析
验室,质量意识淡薄,所生产的粗集料的质量低劣,如2.1粗集料对混凝土抗压强度的影响
最大粒径较大、级配单一针片状颗粒含量很高,含泥
采用不同级配粗集料所配制混凝土的抗压强度
量超标等,若采用这样的集料配制混凝土,难免会导试验结果见图1,不同最大粒径粗集料所配制混凝土
致混凝土性能劣化,进而危害到建筑物的寿命和使用抗压强度试验结果见图2,不同针片状颗粒含量混凝
安全23]。
土抗压强度试验结果见图3。
粗集料的组成、来源、性质、用途等差异很大,其
由图1可见,符合标准规定的集料颗粒级配对混
物理强度、形状和空隙率、最大粒径、表面构造以及颗凝土抗压强度影响不甚明显,但以中间值的B组所配
粒级配是其自身特征的几个主要组成部分?。因制混凝土的强度值最高,而石子级配稍粗,即大粒径
此,针对粗集料自身特征对混凝土力学性能及早期变多的C组混凝土抗压强度最低。
形性能的影响规律方面开展试验研究,给混凝土施工
试验测定了A、B、C三组石子的堆积密度,石子B
中粗集料的选用提供指导,并为混凝土配合比的设计的雄积密度值最大,说明在三组石子中,B的空隙率最
优化提供依据。
小,紧密堆积程度越高,因此,用其所配制的混凝土的
1原材料及配合比
密实度亦较高,抗压强度最大
试验采用亚泰天鹅牌P·042.5普通硅酸盐水
由图2可见,粗集料的最大粒径越大,混凝土抗压
泥;哈三热电厂产Ⅰ级粉煤灰,需水量比94%;中砂,细强度越低,在d龄期时表现不甚明显,随着龄期的延
度模数2,8;石灰岩碎石;聚羧酸系高效减水剂,减水长,强度差逐渐增大。
率20%。混凝土配合比见表1。
粗集料的粒径越大,在振捣过程中,上浮的水份
越容易受到集料的阻碍,而在集料下方形成水膜,使
表1
混凝土配合比
局部水胶比变大,亦生成粗大的氢氧化钙晶体,并产
水泥
粉煤灰
石减水剂生定向排列,易于产生裂缝和孔洞等原始缺陷;同时
/人kg·m-3kg
/kg·m
在成型和振捣过程中,还易发生离析、泌水现象,使得
366
165
92
675
1102
0.8
混凝土强度降低。而粒径越小的骨料,其自身缺陷程
度越低,界面的过渡层的厚度和长度均较小,不易形
根据GB/"T4685-2001《建筑用卵石、碎石》标成较大的缺陷,有利于界面强度的提高。
准,选取粒径为4.75~26.5m的粗集料,分级筛分后
由图3可见,随粗集料中针片状颗粒含量的提高,
2
低温建筑技术
2012年第4期(总第166期
混凝土抗压强度降低。这是由于混凝土振捣过程中,越多,混凝土中易聚集水膜的部位越多,原始裂缝也
水分易于从长条和扁平状的粗大集料附近泌出,界面越多,并且,针、片状粗集料自身的强度也较低,因此,
区水泥石缺陷较多,且易形成裂缝。针、片状粗集料针片状颗粒含量越高,混凝土抗压强度越低。
e出
做出拆
出嚼
10
0481216202428
0481216202428
齡期d
龄期/d
龄期
图1粗集料级配对混凝土
图2粗集料最大粒径对混凝土
图3粗集料中针片状粒含量对混凝土
抗压强度的形响
抗压强度的影响
抗压强度的影响
2.2粗集料对混凝土早期自收缩的影响
由图5可见,随粗集料最大粒径的增大,混凝土的
采用不同级配粗集料所配制混凝土的自收缩试自收缩率减小。这是由于粗集料粒径越大,集料附近
验结果见图4,不同最大粒径粗集料所配制混凝土的越易形成水膜,相当于增大了局部水灰比,而水灰比
自收缩试验结果见图5,不同针片状颗粒含量混凝土越大,混凝土内部相对湿度越高,自收缩越小,同时
自收缩试验结果见图6。
粗集料粒径越大,对水泥石收缩的抑制作用越强。而
由图4可见,小粒径粗集料含量越大,混凝土的自随着粗集料粒径的减小,包裹在集料周围的水泥石表
收缩越大,但是,粗集料的级配达到最紧密堆积状态面积越大,集料对水泥石收缩的抑制作用相对较低。
后,再继续增大大粒径集料的含量时,混凝土的自收
由图6可见,粗集料中针、片状颗粒含量越多,混
缩不再减小,甚至有增大趋势。这同样是由于粗集料凝土早期自收缩越大。这是由于相对于多棱角、近球
达到最紧密堆积状态时,集料所构成的骨架结构最为形粗集料而言,针、片状粗集料的强度较低,对水泥石
致密,合理的空间分布对水泥石收缩的抑制作用最强。收缩的抑制能力亦越低。
400
500
一x皿
300
×皿
30D
100
010203040506070
010203040506070
龄期h
幹期
齡期/h
图4粗集料级配对混凝土
图5粗集料最大粒径对混凝土
图6粗集料中针片状颗粒含量
自收缩的响
自收缩的影响
对泥凝土自收缩的多响
3结语
[2]邓初首.道路混凝土原材料的选用与抗折强度影响因素的探
(1)粗集料的级配达到最紧密堆积状态、粗集
讨[J]、四川建筑科学研究,2005,31(2)
料最大粒径越小、针片状颗粒含量越低,混凝土的抗。(3]陈家珑,方源兴、我国混凝土骨料的现状与题[J!.建筑技
术,2005,36(1):23
压强度越高。
[4]吴历斌,等,高强高性能混凝土中集料对力学性能的影
(2)粗集料的级配达到最紧密雄积状态时,混
[]、混凝土,2001,(1)
凝