混凝土骨料大小对其性能的影响

粗骨料粒径对植被生态混凝土性能的影响实验材料水泥采用安庆市怀宁海螺水泥厂生产的海螺牌P－O42.5水泥;普通河砂;石灰岩碎石;粉煤灰采用淮南市昆仑科贸有限责任公司生产的粉煤灰;外加剂采用合肥科顺科贸有限公司生产的BSC(Bio－substrateConcrete)生物基质混凝土添加剂;安庆自来水。实验方法本试验考虑粗骨料四种不同粒径范围对该植被型生态混凝土孔隙率、透水性系数、抗压强度、性能的影响。每组试件配料中粗骨料的粒径不同，其他材料掺入量均相同。每个试验号制作3组试块，试块尺寸均为150mm×150mm×150mm，每组试验制作3个标准试块，分别做抗压强度、孔隙率、透水试验。结果（1）孔隙率混凝土的孔隙率分为总孔隙率和有效孔隙率，总孔隙率是混凝土中全体空隙的体积与其总体积的百分比，它是影响混凝土强度的主要因素该混凝土孔隙率随碎石粒径的变化的关系见图1。孔隙率随粗骨料粒径的增加，其孔隙率现增上升的趋势（2）抗压强度在一般混凝土拌合物中，如果保持水泥用量不变，随着粗骨料粒径的增大，其比表面积就越小，则用水量就越少，水灰比就可以降低，这对提高混凝土强度，降低成本是有利的。但是大颗粒骨料内在缺陷发生的机率相对较高，而小颗粒骨料相对致密，并且由于其本身水灰比一般较低，上述因素引起的降低水灰比作用不明显，却可以增加与水泥粘结的面积，提高HPC的强度［2］。同时，粗骨料粒径过大，会使砂浆和粗骨料的界面粘结性能降低，并且严重影响混凝土的抗渗、抗裂性能。（3）透水性系数生态混凝土透水性的透水系数在一定的水头下，单位时间内透过混凝土的水量与混凝土透水面积成正比，与混凝土透水厚度成反比。粗骨料粒径对新老混凝土粘结断裂韧度的影响实验材料和实验方法在混凝土强度等级为C30（老混凝土),C35(新混凝土),水泥净浆界面剂、灌砂平均深度△=11-15mm,粗糙度、粗骨料均为石英岩碎石、同一试件中新老混凝土的粗骨料最大粒径相同等试验条件下，粗骨料最大粒径分别取D=10,20,50mm三种，用带切口的三点弯曲梁进行新老混凝土粘结面断裂性能试验。结果（1）分析了粗骨料粒径对新老混凝土粘结断裂韧度的影响机理-分析表明，新混凝土粗骨料最大粒径对粘结断裂韧度的影响不是独立的，而与老混凝土粘结面粗糙度处理程度有密切关系，在相同粗糙度下，粗骨料最大粒径对粘结断裂韧度的影响无显性表现。（2）进行了粗骨料粒径对粘结断裂韧度影响的分形分析-分析表明，当粗糙度不变时新老混凝土粘结断裂韧度不随粗骨料最大粒径的变化而变化-此分析结果与试验结果一致。粗骨料粒径对低水胶比砼强度及和易性的影响实验材料（1）水泥:选用太行山牌42.5R普通硅酸盐水泥（2）粗骨料:对于一般的碎石粗骨料,其强度并不是影响混凝土性能最重要的因素,碎石中杂质含量,针片状含量,颗粒级配等方面对其性能影响很重要,尤其是骨料级配。本试验选用邯郸本地市场供应的几种粒径的石子经掺配后使用,以达到使其孔隙率尽可能小。本试验需要5-10mm、5-16mm、5-20mm、5-25mm四种级配的碎石,经掺配后的石子级配基本符合要求。（3）细骨料:对于低水胶比的混凝土应选用细度模数较大的砂,但由于本地区只产细砂,为了就地取材,充分利用本地资源,所以本试验采用当地产的细砂,其物理力学性能见表（4）高效减水剂:高效减水剂是低水胶比、塑性混凝土的必要组份,为确保其流动性,必须掺入高效减水剂。高效减水剂具有强烈的分散作用,能大幅度降低用水量,显著改善混凝土工作性,提高混凝土强度。我们在试验中选用邯郸华冶建材厂生产的FDN高效减水剂。（5）粉煤灰:粉煤灰的掺入可分散水泥颗粒,使水泥水化更充分,提高了水泥浆的密实度,降低混凝土的泌水,有利于混凝土中骨料-水泥界面强度的提高;改善混凝土的耐久性。为了解邯郸粉煤灰在混凝土中的作用,试验中掺入了一定量邯郸热电厂的稍加磨细的原状粉煤灰。其细度为(0.080mm方孔筛筛余)20%。试验方法本试验利用正交设计的方法,在试验方案设计中,主要研究粗骨料最大粒径、水胶比、粉煤灰掺量、砂率对混凝土强度及和易性的影响。粗骨料最大粒径为四个水平,其余的为两个水平。试验结果见表4。高效减水剂FDN的掺量是胶凝材料的1.5%。结果（1）骨料最大粒径对强度的影响：骨料的最大粒径对混凝土的强度有明显的影响，尤其是对低水胶比的混凝土（2）粉煤灰对混凝土强度的影响：粉煤灰掺量大的混凝土强度低;尤其是早期强度,56d的强度相差不大;说明粉煤灰颗粒粗,仍具有一定活性。（3）粗骨料的最大粒径对混凝土强度、和易性有明显影响,最佳粒径为16mm和20mm;但水胶比仍是影响混凝土强度及和易性的主要因素。（4）对于低水胶比的混凝土,在细砂的情况下,其砂率也不宜小于30%,否则影响强度。（5）稍加粉磨的粉煤灰也可用于低水胶比的混凝土中,7d强度虽较低但56d强度与基准混凝土相当,但掺量不宜过大,否则对早期强度及和易性影响较大。粗骨料粒径变化对钢筋混凝土构件裂缝演化规律的分形研究试验材料（1）粗骨料：试验共选取三种连续粒径的粗骨料，分别为：4.75mm～19mm(小粒径)；19mm～37.5mm(大粒径)；4.75nm～37.5mm(混合粒径)。选用粗骨料的表观密度、松散密度空隙率应符合如下规定：表观密度大于2500kg/3m，松散堆积密度大于135kg/3m（2）混凝土：试验的全部试件均在苏州科技学院结构实验室内大厅现场制作，混凝土强度等级为C30，混凝土配合比见表3．1。凝土搅拌采用学校实验大厅搅拌机分三次搅拌，浇注过程中采用插入式振捣器进行振捣，以保证混凝土浇注的密实性。试验梁均为一次性浇注完成，。在每根试件浇注的同时都预留三组150mm×150mm×150mm的混凝土立方体试块，并与试验梁进行同期同条件养护，自然条件下养护28天。试验方法试验共设计3根钢筋混凝土梁，混凝土强度、纵筋直径、截面尺寸均不改变，主要改变骨料粒径大小，共选取三种粒径的粗骨料，分别为：19mm～37．5mm(大粒径)；4．75mm～37．5mm(混合粒径)；4．75mm～19mm(小粒径)。试验梁采用实验室液压千斤顶进行加载。为了准确施加荷载，在千斤顶与反力架之间安放压力传感器。千斤顶产生的荷载通过布置在试验梁上的分配梁分成对称两点的集中荷载，安放过程中在分配梁与试验梁之间先垫一层细砂，然后安放两个同等厚度的钢板，以保持试验梁在加载过程中受力均匀。本次试验主要的量测内容有：(1)千斤顶加载的荷载值：(2)荷载作用下试验梁跨中加载点和支点处的竖向挠度；(3)荷载作用下试验梁中钢筋和混凝土表面(侧面)的应变及其分布规律(4)不同荷载作用下裂缝的开展及演化情况。试验结论（1）在相同的水灰比及混凝土强度条件下，大、小粒径骨料混凝土28天龄期抗压强度要比混合粒径的略低。（2）大、小粒径骨料混凝土梁的开裂弯矩均要小于混合粒径骨料混凝土梁。（3）在每一级荷载作用下骨料粒径变化的混凝土梁纯弯段一定长度范围内的平均应变沿梁高的分布很好地符合平截面假定。（4）同一荷载下大、小粒径混凝土梁钢筋最大应变要比混合粒径混凝土梁钢筋最大应变略大。（5）在相同的荷载作用下，大粒径混凝土梁挠度比小粒径混凝土梁的稍大。而小粒径混凝土梁的裂缝宽度要小于前两者。（7）随着荷载的加大，3根试验梁裂缝开展长度与开展宽度均随之增大，且小粒径混凝土梁裂缝开展密度比大粒径、混合粒径混凝土梁相对要密集。粗骨料粒径和硅灰对混凝土断裂性能影响的试验研究实验材料水泥：ASTMI类波特兰水泥;比重为3.15,细度为3852m/kg;颗粒平均粒径为19.98料um;硅灰：平均粒径为0.1产um细骨料：细度模量为2.3,比重为2.66的天然河砂粗骨料：比重为2,57的碎石，粗骨料顺粒粒径见表1超塑化剂：兆深建筑化工(深圳)有限公司生产的缓凝型高效减水剂KFDN水：自来水实验方法应用双参数模型确定混凝土在不同粗骨料粒径和不同硅灰掺里时的临界应力强度因子和临界裂缝尖端张开位移，同时利用特征长度l研究粗骨料粒径和硅灰掺量对混凝土脆性的影响。实验结论(1)最大粗骨料粒径增大,高强混凝土的弹性模量和抗压强度减小;但杭拉强度和临界应力强度因子则增大。(2)掺加硅灰提高了混凝土的弹性模量、抗压强度、抗拉强度和临界应力强度因子;硅灰对抗拉强度的提高最为明显。(3)临界应力强度因子随抗压强度的增大而增大。(4)最大粗骨料粒径增大,高强混凝土的特征长度减小,脆性增大;掺加硅灰减小了混凝土的特征长度,增大了脆性。试验结果表明虚拟裂缝模型中的特征长度可以较好地表现混凝土的脆性。