混凝土粗骨料与强度关系

粗骨料性能对混凝土强度的影响

摘要: 粗骨料各方面的性能对混凝土都有较大的影响，其中以最大粒径和颗粒级配对混凝土性能的影响最为显著，高性能混凝土对粗骨料的各方面性能要求更高。本文分析了粗骨料的最大粒径、颗粒级配对混凝土强度的影响，并从理论上分析了其表面特征及物理性能对混凝土性能的影响。

关 键 词:粗骨料;级配;强度

在混凝土工程中粒径在0.15-5mm之间的岩石颗粒称为细骨料，粒径在5 mm以上的岩石颗粒称为粗骨料，即石子。粗骨料是混凝土的主要组成材料，其特征和性能直接影响和决定着混凝土的性能。本文就粗骨料的各方面的性能对混凝土强度的影响做如下分析。

1、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，提高混凝土的密实度，抗渗性，强度。所以一般尽量选用较大的骨料最大粒径。

最大粒径的尺寸选择受结构物的尺寸及钢筋的密度限制，在选择最大粒径时，应该视具体工程特点而定。粒径越大，颗粒内部缺陷存在的机率越大;粒径越大，颗粒在混凝土拌合中下沉速度越快，造成混凝土内部颗粒分布不均匀，进而使硬化后的混凝土整体强度降低。在普通混凝土中 ，粗骨料的最大粒径对强度影响不大。对此，我们

骨料对混凝土强度的的影响因素有骨料强度、吸水率、表面织构。传统混凝土一般认为粗骨料抗压强度应为混凝土设计强度的2倍左右，不得低于设计强度的1.5倍，粗骨料的强度和弹性模量通常要比水泥石高，其耐久性和体积稳定性也是混凝土各组分中最好的，且粗骨料所占体积超过混凝土体积的一半，因此粗骨料在混凝土中起着刚性骨架的作用。在混凝土承受压力荷载时，其内部由粗骨料传递应力，当混凝土在外荷载作用下发生破坏时，裂缝很难贯穿粗骨料而是绕过粗骨料在骨料周围出现，这样在一定的条件下，混凝土破坏时可能会吸收更高的能量，从而提高混凝土的强度。粗骨料的这种作用不仅可以提高混凝土的强度，而且还可提高混凝土的弹性模量，减小荷载作用下变形，改善混凝土的变形性，使得混凝土比水泥砂浆的体积稳定性和耐久性更好。

但对于现代预拌混凝土，以大流态为主体，浆骨比提高，砂石更多情况下悬浮于胶凝材料浆体中，骨料的强度对于混凝土传递应力的功能明显减小，而混凝土表面织构对于混凝土界面粘结起着很大作用。

骨料强度对混凝土强度影响方面，梁天宇研究了粗骨料对混凝土抗压强度影响，研究表明：粗骨料的强度对混凝土强度影响较大，只有当骨料与基体两者强度和刚度相互匹配时，骨料强度才能有效地利用从而提高混凝土强度；同时指

再生混凝土

２００９年０７月第２５卷第４期

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕ

沈阳建筑大学学报（自然科学版）

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）

Ｊｕｌ．２００９

Ｖ０１．２５．Ｎｏ．４

文章编号：１６７１—２０２１（２００９）０４－０６８３一０６

再生粗骨料混凝土梁抗剪性能

周静海１，姜

虹２

（１．沈阳建筑大学科技产业处，辽宁沈阳１１０１６８；２．沈阳建筑大学土木工程学院．辽宁沈阳１１０１６８）

摘要：目的研究再生粗骨料混凝土梁斜截面的受力变形能力与普通混凝土梁的差异．方法采用人工破碎的方式把废弃混凝土破碎后，参照普通混凝土配合比设计方法，对５组截面尺寸及配筋率相同，再生粗骨料取代率分别为０、１０％、２０％、３０％、４０％的混凝土梁进行抗剪试验．结果再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和斜裂缝开展情况基本相似，同样具有弹性、开裂、屈服和极限４个阶段，但抗剪极限承载能力存在差异，４种掺入量下再生混凝土梁的抗剪承载力比普通混凝土梁分别下降了１．３％、２．７％、４．８％、８．７％．结论随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土梁的抗剪承载力下降，将实测数据进行回归计算，偏于安全的取ａ＝０．１６，结合现行规范，提出了再生混凝土梁的抗剪承载力建议

再生混凝土

２００９年０７月第２５卷第４期

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕ

沈阳建筑大学学报（自然科学版）

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）

Ｊｕｌ．２００９

Ｖ０１．２５．Ｎｏ．４

文章编号：１６７１—２０２１（２００９）０４－０６８３一０６

再生粗骨料混凝土梁抗剪性能

周静海１，姜

虹２

（１．沈阳建筑大学科技产业处，辽宁沈阳１１０１６８；２．沈阳建筑大学土木工程学院．辽宁沈阳１１０１６８）

摘要：目的研究再生粗骨料混凝土梁斜截面的受力变形能力与普通混凝土梁的差异．方法采用人工破碎的方式把废弃混凝土破碎后，参照普通混凝土配合比设计方法，对５组截面尺寸及配筋率相同，再生粗骨料取代率分别为０、１０％、２０％、３０％、４０％的混凝土梁进行抗剪试验．结果再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和斜裂缝开展情况基本相似，同样具有弹性、开裂、屈服和极限４个阶段，但抗剪极限承载能力存在差异，４种掺入量下再生混凝土梁的抗剪承载力比普通混凝土梁分别下降了１．３％、２．７％、４．８％、８．７％．结论随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土梁的抗剪承载力下降，将实测数据进行回归计算，偏于安全的取ａ＝０．１６，结合现行规范，提出了再生混凝土梁的抗剪承载力建议

? 《公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）》

水泥混凝土的强度以28d龄期的弯拉强度控制。各交通等级要求的混凝土弯拉强度标准值不得低于表3.0.6的规定。

表3.0.6 混凝土弯拉强度标准值 交通等级 特重 重 中等 轻 水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 5.0 5.0 4.5 4.0 附录F 材料参数经验参考值

F.3 水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值（表F.3）

表F.3 水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值

弯拉强度（MPa） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 抗压强度（MPa） 5.0 7.7 11.0 14.9 19.3 24.2 29.7 35.8 41.8 48.4 弯拉弹性模量（GPa） 10 15 18 21 23 25 27 29 31 33 条文说明：混凝土材料（包括贫混凝土、碾压混凝土和普通混凝土等）的弯拉弹性模量随混合料组成（主要是水泥用量）的不同而变化，并可用与弯拉强度的经验关系表述。附录F.3中的混凝土弹性模量参考值，系依据由室内试验数据回归得到的弯拉弹性模量与弯拉强度的经验关系式，按不同的混凝土弯拉强度级差拟定的；同时，利用弯拉强度与抗压强度的经验

附录C 钢筋、混凝土本构关系与混凝土多轴强度准则

C.1 钢筋本构关系

C.1.1 普通钢筋的屈服强度及极限强度的平均值f ym 、f stm 可按下列公式计算：

)645.11/(s yk ym f f δ-= (C.1.1-1) )645.11/(s stk stm f f δ-= (C.1.1-2)

式中：f yk 、f ym ——钢筋屈服强度的标准值、平均值；

f stk 、f stm ——钢筋极限强度的标准值、平均值；

δs ——钢筋强度的变异系数，宜根据试验统计确定。

C.1.2 钢筋单调加载的应力-应变本构关系曲线（图C.1.2）可按下列规定确定。

图C.1.2 钢筋单调受拉应力-应变曲线

1，有屈服点钢筋

2，无屈服点钢筋

式中：E s ——钢筋的弹性模量；

ζs ——钢筋应力； εs ——钢筋应变；

f y,r ——钢筋的屈服强度代表值，其值可根据实际结构分析需要分别取f y 、f yk 或

f ym ；

f st,r ——钢筋极限强度代表值，其值可根据实际结构分析需要分别取f st 、f stk 或

f stm ；

εy ——与f y,r 相应的钢筋屈服应变，可取f y,r /E s ； εuy ——钢筋硬化起点应变；

εu ——与f

混凝土凝结时间与水泥凝结时间的关系及混凝土强度的发展

水泥凝结时间在施工中有重要意义，初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。六大常用水泥初凝时间均不得早于45min；硅酸盐水泥的终凝时间不得长于6.5h,其他五类常用水泥的终凝时间不得迟于600min/10h。水泥初凝时间不合要求，该水泥报废；终凝时间不合要求，视为不合格。

混凝土的初凝时间一般是根据水泥品种而定，基本没有统一的时间，但是有个大致范围就是2-3小时。

如果加入早凝剂，初凝时间大致可以缩短到半小时；如果加入缓凝剂，初凝时间可以延长到5-10小时。

这个问题没有唯一的答案。对于混凝土浇筑施工而言，一般需要混凝土初凝时间长一些，保证混凝土有足够的运输、浇筑和振捣时间，因为这些工作必须在初凝前完成。混凝土初凝后，终凝越快，即初凝与终凝的时间间隔越短，对提高施工速度越有利，因为终凝越快，强度增长就越快，就可以越快开展后续工作。

然而，对于浇筑体积较大的混凝土结构，需要控制混凝土温升，防止温度应力裂缝，就必须控制水泥的水化慢一些，这时初凝与终凝的时间间隔就会比较大。从初凝到终凝过程，正是水泥水化进程最快阶段，也是水化放热最集中的阶段，延缓水泥水化，必然延迟混凝土终凝。

需要注意的是，水泥的初终凝时间，不

本文为土木工程材料专业论文

全国中文核心期刊

高强混凝土骨料选择探讨

李友群1，李志彬2

（1．广东工业大学建设学院，广东广州

510006；2．东莞市协同混凝土有限公司，广东东莞

523560）

对常用的花岗岩、石灰岩2种石料按不同颗粒级配进行配合比试验，研究骨料强度与“最大粒径”大小对高强混凝土强度摘要：

与生产成本的影响。研究结果显示，骨料品质对高强混凝土强度影响程度较大，采用连续级配的最大粒径可以扩大到40mm，级配粒径相同时传统水灰比理论仍然有效。

高强混凝土；骨料强度；最大粒径；颗粒级配；水灰比关键词：

中图分类号：TU528.041文献标识码：A文章编号：1001－702X（2009）08－

0012-03

Researchontheselectionofaggregateinhighstrengthconcrete

LIYouqun1，LIZhibin2

（1.SchoolofConstructionEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，Guangdong，China；

2.DongguanXieTongConcreteCo.Ltd.，Dongguan523560，Guang

、混凝土标号与强度等级

长期以来，我国混凝土按抗压强度分级，并采用“标号”表征。1987年GBJ107-87标准改以“强度等级”表达。DL/T5057-1996《水工混凝土结构设计规范》，DL/T5082-1998《水工建筑物抗冰冻设计规范》，DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》等，均以“强度等级”表达，因而新标准也以“强度等级”表达以便统一称谓。水工混凝土除要满足设计强度等级指标外，还要满足抗渗、抗冻和极限拉伸值指标。不少大型水电站工程中重要部位混凝土，常以表示混凝土耐久性的抗冻融指标或极限拉伸值指标为主要控制性指标。

过去用“标号”描述强度分级时，是以立方体抗压强度标准值的数值冠以中文“号”字来表达，如200号、300号等。

根据有关标准规定，混凝土强度等级应以混凝土英文名称第一个字母加上其强度标准值来表达。如C20、C30等。

水工混凝土仅以强度来划分等级是不够的。水工混凝土的等级划分,应是以多指标等级来表征。如设计提出了4项指标C9020、W0.8、F150、εp0.85×10-4,即90 d抗压强度为20 MPa、抗渗能力达到0.8 MPa下不渗水、抗冻融能力达到150次冻融循环、极限拉伸值达到0.85×10-

轻骨料混凝土小型 空心砌块(GB/T15229-2002)

主讲：高雪梅

1、技术要求 1.1规格尺寸 1.1.1 主规格尺寸为390mm×190mm×190mm。

其他规格尺寸可由供需双方商定。 1.1.2 尺寸允许偏差应符合表1要求。表1 规格尺寸偏差 mm

项目名称长度 宽度 高度

一等品±2 ±2 ±2

合格品±3 ±3 ±3

注：1、承重砌块最小外壁厚不应小于30mm,肋厚不应小于25mm。 2、保温砌块最小外壁厚和肋厚不宜小于20mm。

1、技术要求1.2 外观质量 外观质量应符合表2的要求

1、技术要求1.3密度等级 密度等级应符合表3要求

1、技术要求1.4强度等级 强度等级符合表4要求者为一等品；密度等级范围不

满足要求者为合格品。

1、技术要求 6.5吸水率、相对含水率和干缩率 6.5.1吸水率不应大于20%。

6.5.2干缩率和相对含水率应符合表5的要求。

1、技术要求 6.6碳化系数和软化系数 加入粉煤灰等火山灰质掺合料的小砌块，其碳化系数不应

小于0.8,软化系数不应小于0.75。

6.7抗冻性 应符合表6要求

2、试验方法 砌块各项性