骨料孔隙率对混凝土性能的影响

砂石骨料的级配对混凝土性能的影响

商品预拌商品混凝土由多种原材料组成，包括水泥、水、砂、石、外加剂、掺和料等六大类，每种原材料都在商品混凝土里起到重要作用，对其各种性能有巨大的影响，这里我重点谈谈砂石骨料的级配问题。

一、定义分类

骨料一般是指商品混凝土中的砂、石等岩石颗粒原材料，也叫商品混凝土集料。颗粒的公称直径范围普遍在0.16～31.5mm之间，大体分为细骨料和粗骨料。细骨料即是砂子，粒径范围是5～0.16mm，并根据“细度模数μf”可以继续细分为：粗砂（μf=3.7～3.1）、中砂（μf=3.0～2.3）、细砂（μf=2.2～1.6）、特细砂（μf=1.5～0.7）；粗骨料即是石子，粒径在31.5～5mm，一般分类为大石子（16～31.5mm）、小石子（5～16mm）和中石子（10～25mm），具体称呼各地有不同叫法；随着行业不断发展，还有其他分类也在陆续加入，比如人工机制砂和可再生骨料等。

二、基本情况

骨料是商品混凝土中的大宗耗材，普通商品混凝土的容重基本在2380kg/m3左右，其中的砂石用量一般可达1800，所占到的比重在3/4以上，所以骨料在商品混凝土有着举足轻重的作用。它相当于撑起人体的骨架，在商品混凝土中起到保持形状、增加强度的作用。粗骨料石子是“大体积”材料，是商品混凝土终凝硬化以后形成人造石材形状的主要因素，主要提供强度，常用的石材有沉积岩类的石灰石和砂岩、火成岩类的花岗岩和绿辉岩、变质岩的石英岩和片麻岩等；细骨料砂子的主要作用是填补大颗粒间空隙，与水泥形成砂浆润滑骨料颗粒间的流动，改良砼料和易性，按来源可分河砂、山砂、海砂等。

衡量骨料质量优劣的指标有许多种，比如砂子细度、石子压碎值、含泥量、含粉量、表观密度、针片状含量、有害物含量、坚固性指标等等，其中最常用到的还有它们的筛分级配，这也是本文讨论的主要范围。

在讨论骨料级配级配之前，首先要清楚几个相关概念，比如筛余量、分计筛余、累计筛余等，上面表1中所说明的就是砂子筛分实验中有它们之间的关系。做筛分实验需要很多不同孔径的试验筛，细骨料一般是方孔筛，筛孔尺寸从大到小有：10.0、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm几个级别，做细度实验时先用第一个筛子把粒径超过10mm的砂粒过滤掉，然后用后六个筛子加上筛底和筛盖把500g干砂试样摇振筛分，按要求得出每层筛子的“累计筛余β”就可以通过如下公式计算得出砂子的细度结果μf：

混凝土骨料性能要求

经长期风化侵蚀作用而形成的粒径小

0.005mm的颗粒，“淤泥”是指粒径比黏土大、比

砂小的土粒，“细屑”是指其他粒径很小的细碎

云母片、非矿物质杂质等。由于泥粒一般较细，

增加了骨料比表面积，并且由于黏土类成分的吸

水性质，当含泥量较高时，要达到预期的施工性

能和强度，不仅会增加混凝土单位用水量和胶凝

材料，还会对混凝土干缩、徐变、抗渗、抗冻等

性能产生不利影响。当有泥块存在时，会降低混

凝土密实度，成为混凝土中的薄弱成分。因此，

国内外规范均严格限制}昆凝土骨料中的含泥量，

如GB/T 14685-2011《建筑用卵石、碎石》规定碎

石中的最大含泥量不得大于1. 5%、最大泥块含量

不得大于0.5%，GB/T14684-2011《建筑用砂》规

定天然砂中的最大含泥量不得大于5.0%，对于强

度等级高于C60的混凝土，则最大含泥量不得大

于1.0%。

人工砂中亦有粒径小于o．08mm的颗粒，这

些颗粒性质与天然骨料中粒径小于0.08mm的泥粒

有本质差异，相关规范亦规定了人工砂中的石粉

含量限值，但普遍大于天然骨料中的含泥量限值。

目前，石粉对混凝土性能的影响及其机理研究已

成为热点，随着研究深入，人工砂中的石粉含量

有可能进一步放宽。

2．砂中云母含量

砂中云母一般呈薄片状，表面光滑，强度很

低，且易沿节理错裂，与水泥浆的黏结力差，当

砂中云母含量超过一定限度时，混凝土拌和物和

易性、混凝土强度、耐久性等均有显著降低。因

此，国家标准和许多行业标准都限定砂中云母含

量，如《建筑用砂》(GB/T 14684-2011)和电力行

业标准《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144-2001)均

限定砂中云母含量不得大于2%，但与上述规范配

套的试验方法只能测试砂中粒径大于0. 3mm的游

离云母含量。天然砂中的云母颗粒粒径基本上大

于0. 3mm，对于天然砂而言，只测试砂中粒径大

第３４卷第３３期　・１７２・　２　０　０　８年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥｅｎ瓜Ｅ　Ｖ０１．３４　Ｎｏ．３３　ＮＯＶ．　２００８　

文章编号：１００９—６８２５（２００８）３３—０１７２—０２　

骨料质量对混凝土性能的影响　

张文照　

摘要：由于骨料是组成混凝土的主要材料，从骨料的品种、骨料的形状、骨料的粒径大４、以及骨料中的有害成分等方面　

阐述了骨料对混凝土强度的影响，并讨论了骨料对抗渗性的影响，以期提高建筑物的耐久性和安全性。　

关键词：骨料质量，混凝土性能，影响　中图分类号：ＴＵ５２８．０４１　文献标识码：Ａ　

混凝土中的砂、石子一般称之为骨料，砂为细骨料，石子为粗　骨料，它们是组成混凝土的主要材料，占混凝土体积的３／４以上，　

起着骨架的作用，决定着建筑物或构筑物的耐久性和安全性。　１　骨料对混凝土强度的影响　

１．１骨料品种对强度的影响　

骨料来源于岩石，它的性质取决于岩石的天然性质。岩石组　成和结构不同，其强度也不相同，用于骨料的岩石一般有：石英　

石、花岗石、大理石、石灰石、砂石等。它们的天然性质各不相同，　决定了骨料的性质也不相同，拌和的混凝土强度也有所差异。　

１）混凝土的性质是脆性的，主要作用是承受压应力，选用骨　料品种应具有较高的抗压强度。不同品种的骨料，有着不同的比　

重、不同的孔隙率、不同的吸水率、不同的孔隙结构，其强度也不　同，配制的混凝土强度也有较大差异。当比重小、吸水率高、孔隙　大其抗压强度低时，配制的混凝土的强度相应也低。反之，当比　

重大、吸水率低、孔隙小其抗压强度高时，配制的混凝土的强度相　应也高。所以在配制混凝土时，骨料品种的选择至关重要，它不仅　

影响混凝土的强度，而且对抗剪强度和弹性模量也有较大影响。　２）骨料品种不同，化学活性不同，拌和的混凝土强度也不同，　

含钙质和钙的玄武岩、含氧化铝的矾土有较强的活性，而通常用　的花岗岩、石英岩和砂岩在一般情况下不会出现活性。由活性高　的骨料拌和的混凝土在水化时骨料表面发生微变化，骨料表面与　

骨料对混凝土的影响

骨料对混凝土的影响是混凝土性能的重要方面之一。骨料是构成混凝土的主要成分之一，直接决定了混凝土的强度、耐久性和工作性能等特性。下面将从五个方面介绍骨料对混凝土的影响。

1. 强度和耐久性：

骨料的种类、粒径和形状对混凝土的强度和耐久性有着直接的影响。一般来说，粗骨料的使用可以增加混凝土的强度，而细骨料则可以增加混凝土的致密性和耐久性。同时，采用合适的骨料可以降低混凝土的收缩和开裂倾向，提高混凝土的抗磨损性、抗渗透性和耐久性。

2. 工作性能：

骨料的形状、表面状况和粒度分布会影响混凝土的流动性、坍落度和可泵送性等工作性能。粗砂状的骨料可以增加混凝土的流动性，而圆形的骨料可以提高混凝土的坍落度。此外，骨料的表面状况会影响骨料与水泥浆液的黏附力，进而影响混凝土的工作性能。

3. 混凝土的体积稳定性：

合理选择骨料可以改善混凝土的体积稳定性。例如，在高温条件下，使用热稳定的骨料可以减少混凝土的热收缩，从而提高混凝土的体积稳定性。另外，粗骨料的使用可以减少混凝土的干缩倾向，提高混凝土的体积稳定性。

4. 骨料与水泥胶浆的相互作用： 骨料和水泥胶浆之间的相互作用对混凝土的性能有着重要影响。一方面，骨料颗粒表面的覆盖薄膜可以减缓水泥胶浆中的溶解离子的渗透，从而改善混凝土的耐久性。另一方面，骨料表面的覆盖薄膜可以减少骨料与水泥胶浆的黏着力，从而降低混凝土的黏稠度，提高混凝土的流动性。

5. 粒度分布对混凝土的影响：

合理的骨料粒度分布可以改善混凝土的工作性能和强度。粗骨料的使用可以降低混凝土的收缩倾向，提高混凝土的强度；细骨料的使用可以填充水泥胶浆中的微观孔隙，提高混凝土的密实性。通过合理控制骨料的粒度分布，可以获得更好的混凝土性能。

总之，骨料是混凝土性能的关键因素之一。选择合适的骨料类型、粒径和形状，并控制好骨料与水泥胶浆的相互作用以及骨料的粒度分布，可以显著提高混凝土的强度、耐久性、工作性能和体积稳定性等关键性能。