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粗集料对高性能混凝土的影响与技术研究[摘要]本文分析了粗集料中强度、弹性模量、最大粒径、颗粒级配、形状与表面状态及有害杂质等诸多因素对高性能混凝土的影响，提出了高性能混凝土所用粗集料的几项重要指标。
【关键词】粗集料；高性能混凝土；技术指标在高性能混凝土原材料的研究中，注重研究水泥、掺合料和外加剂的较多，而对集料的研究讨论较少。
众所周知，在混凝土整个体积中，集料要占60%以上，集料的质量对混凝土性能的影响至关重要，对高性能混凝土更加突出。
本文就粗集料的物理性质对高性能混凝土的影响分述如下，希望能引起同行更多的关注。
1.强度与弹性模量粗集料是混凝土组织结构中的大骨架，通常使用碎石或卵石。
质地优良的碎石或卵石的强度大都高于普通混凝土强度的2～4倍。
因此，在普通混凝土中，粗集料的强度对混凝土强度的影响不大，但对高性能混凝土则大不相同。
高性能混凝土的水胶比较小，水泥砂浆构成的水泥石强度较高，所以要求粗集料的强度也要相应提高。
从混凝土抗压强度试验时就可以看到，高性能混凝土破坏时，有粗集料破碎的现象，这在普通混凝土中是少见的。
在配制高性能混凝土时，要充分考虑到粗集料的强度。
在工程中，一般衡量粗集料强度大都采用压碎指标，但有的施工规范中提出C60级以上的混凝土用集料，要做岩石抗压强度试验，我们认为岩石抗压强度试验所测定的是原岩石的质量，而不是在混凝土中使用集料质量，集料的压碎指标试验，更接近集料在混凝土中的受力情况，所以用压碎指标来反映粗集料的强度更符合实际。
此方法测定简便，对于粗集料中软弱颗粒的鉴别力更强。
根据我们的试验，高性能混凝土用粗集料的压碎指标不宜大于10%。
粗集料的弹性模量直接影响着混凝土的强度和弹性模量。
M. F.卡普兰（Kaplan）研究了粗集料弹性模量、颗粒形状、表面特征对高强混凝土强度的影响程度如表1。
一般地说，集料的弹性模量越高，制得混凝土强度和弹性模量也越高。
对弹性模量有较高要求的预应力混凝土，要进行粗集料弹性模量试验，只有集料的弹性模量高，才能配制出高弹性模量的混凝土。
粗集料对混凝土性能的影响分析摘要：粗集料是混凝土的一个核心部分，其对于混凝土使用性能有直接影响。
因此，本文分析了混凝土中粗集料的重要作用，并从粗集料含量、级配、表观密度等方面，探讨了粗集料对于混凝土性能的具体影响，希望以此为广大研究人员提供有价值的参考。
关键词：粗集料；混凝土性能；影响因为混凝土组分材料里面的水泥和集料化学成分与力学性能，涵盖强度与弹性等存在一定的差别，所以对于混凝土性能的影响也有很大的差异性。
怎么促使组成混凝土的多种材料充分结合，构成预期的、稳定的水泥石结构复合型材料，此在混凝土应用方面引发了关注度。
混凝土里面的粗集料使用量占据了混凝土使用量的80%，在常规混凝土研究过程中，集料级配调节常常不被重视。
于混凝土集料级配对于混凝土强度影响层面，多数认为良好的集料级配能够配备出强度高于工作性能佳的混凝土。
如此看来，研究和分析粗集料对于混凝土性能的影响是很有必要的。
一、混凝土中粗集料的重要作用（一）粗集料和水泥砂浆间的作用混凝土里面的粗集料和水泥砂浆基体相互间有界面过渡区，相关研究表示，大多数情况下基体和粗集料的融合位置就是混凝土结构里面的薄弱部分，当粗集料表面容易与砂浆基体粘结，界面过渡区强度才能够变得更高。
混凝土大部分性能均和界面过渡区性能紧密相连，粗集料混凝土空隙度的变化会把混凝土体积填充率加以改变，如此一来就会直接影响到界面过渡区数目，同时也会间接影响到混凝土性能。
而质量尚佳的粗集料表层结构会将混凝土耐久性能、强度增加。
（二）粗集料具有刚性骨架作用在一般的混凝土配比设计过程中，通常认为粗集料抗压强度是混凝土设计强度的两倍，不应当小于设计强度1.5倍，粗集料强度与弹性模量一般大于水泥石，耐久性以及体积稳定性为混凝土各组分里面最佳的，与此同时粗集料体积大于混凝土体积，故此粗集料具备刚性骨架之用。
于混凝土承受压荷载的过程中，该内部是以粗集料进行应力传递，而混凝土于外荷载作用之下出现破坏的时候，就会吸收很高的能量，以此将混凝土强度提升。
粗骨料对混凝土性能影响的试验研究［摘要］针对粗骨料是混凝土的主要成分，在混凝土中起着重要的作用。
本文主要从粗骨料的吸水率、空隙率、颗粒形状、强度等方面试验，研究其对混凝土性能的影响，以利于提高建筑工程混凝土的力学性能和耐久性。
［关键词］粗骨料；吸水率；针片状含量；混凝土性能[ Abstract ] coarse aggregate for concrete is the main component in the concrete plays an important role. This article mainly from the coarse aggregate void ratio, water absorption rate, particle shape, strength, test, to study its influence on concrete performance, to enhance the construction of concrete mechanical properties and durability of.[Key Words] coarse aggregate flakiness content; water absorption;; performance of concrete1 前言近些年来随着国家基础建设的突飞猛进，建筑工程不断向大型化和复杂化的方向发展，人们对混凝土性能的要求也日益提高。
而混凝土是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称，它的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。
粗骨料是混凝土的主要成分，在混凝土中占有很重要的地位。
在配制混凝土时，对粗骨料的种类、最大粒径、级配、吸水率、有害物质等项目必须进行检测，严格选材。
本文主要从粗骨料的吸水率、空隙率、颗粒形状、强度等方面试验，研究其对混凝土性能的影响，以利于提高建筑工程混凝土的力学性能和耐久性。
粗集料品质对混凝土性能的影响1原材料及试验方法1.1原材料水泥使用重庆海螺P∙O42.5R水泥，粉煤灰使用重庆某江珞璜Η级粉煤灰，矿粉使用重庆详众建材S95级矿粉，硅灰使用贵州弘富贵硅微粉，细集料使用重庆地区11区机砂，粗集料选用供应商供应的玄武岩碎石、卵碎石、石灰石碎石三种岩性的粗集料，外加剂使用西卡聚竣酸高性能减水剂，水使用拌和用水。
1.2试验方法按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2016)、《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2019)以及《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验标准》(GB/T50082-2016)有关规定进行试验。
2试验结果及分析2.1粗集料含泥量泥对混凝土工作性、力学性能以及耐久性有重要影响。
清洗干净粗集料，计算、添加泥土并拌合均匀，控制含泥量在0、0.5%、1%、1.5%、2%,试验结果分别见表1.2及图1。
从表1〜2可以看出，含泥量越高，3h工作性损失越大，特别当含泥量超过1%时，工作性损失越大，这是因为聚竣酸减水剂对泥非常敏感,泥对减水剂有吸附作用，含泥量越高，吸附性越强；其中，C60混凝土工作性损失明显小于C30,这说明粗集料含泥量对C60混凝土工作性影响程度远小于C30混凝土，这是因为C60混凝土浆体量远远多于C30混凝土，浆体量越多，混凝土保坍性越好，因此，C60本身良好的保坍性弱化了粗集料含泥量对混凝土工作性的影响。
分析图1可以得出粗集料含泥量对C30、C60混凝土抗压强度的影响，混凝土抗压强度与粗集料含泥量基本呈相反的关系。
其中，粗集料含泥量对C30混凝土影响较小，含泥量0的抗压强度比2%含泥量抗压强度高3.5MPa；但是，粗集料含泥量对C60混凝土抗压强度影响很大，含泥量O的比2%含泥量的抗压强度高17MPao 粗集料含泥量对C60混凝土抗压强度影响这么大，主要是因为粗集料裹泥形成了界面薄弱区，削弱了粗集料与水泥石的粘结力。
建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响摘要：混凝土早期的裂缝问题虽然不会对混凝土结构承载力有所影响，但是若是不进行及时处理，就会给建筑物带来安全隐患。
所以我们必须明确裂缝出现的原因，找出建筑材料性能对其造成的影响，加强优化建设方案，做好混凝土早期裂缝隐患问题的防范处理。
本文主要从作者实际工作经验入手，分析建筑材料性能对混凝土早期裂缝带来的影响，希望对有关从业人员带来帮助。
关键词：建筑材料；混凝土裂缝；影响前言：混凝土的早期裂缝问题会对建筑物质量有着直接影响，若是不及时进行处理，将会对建筑物造成不可估量的损害，使得混凝土早期裂缝问题出现的原因是在建设阶段的某个区域所受作用力高出混凝土结构抗拉强度的限制，破坏了混凝土与材料之间的紧密结合，造成裂缝问题的产生。
结合有关分析得知，建筑材料性能对混凝土早期的裂缝有着重要影响，下面就对其进行分析。
1 混凝土裂缝问题出现的原因分析混凝土的裂缝是混凝土结构工程中常见病害，若是裂缝宽度超出0.05毫米，就会对整个工程造成较大危害，还需采取有关措施进行处理。
建筑材料性能是造成早期裂缝问题出现的主要原因，应该引起施工人员充分重视，确保工程施工质量。
混凝土的早期裂缝容易发生的部位是箱型梁腹板、薄构件与厚构件的连接部位、锚固区以及受力筋拼接缝的部位，各部位造成的裂缝问题出现原因是不一样的。
箱型梁腹板，在顶板与底板之间存在温差的时候，箱型梁腹板极易产生开裂的问题，薄构件和厚构件连接的位置，因为薄构件温度变化速度比厚的构件更快，收缩性更强，极易受到拉力影响出现裂缝问题。
在锚固区域，因为新老混凝土交接不能承受拉力提升，使得混凝土裂缝出现。
在受力筋的拼接缝位置，因为应力、温度使得混凝土局部的变形造成其混凝土裂缝问题产生。
2 建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响2.1 水泥水泥对混凝土的收缩裂缝影响是包含了水泥的品种、细度、水化热等。
耐硫酸盐水泥、地热水泥中的硅酸二钙、铁铝酸四钙的含量比较多，铝酸三钙的含量少，干缩性小。
探析建筑材料性能选择对混凝土早期裂缝的影响*武东福(阳泉市益汇混凝土有限公司 山西阳泉 045000)摘 要 为探讨建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响,以水泥㊁粉煤灰㊁粗细集料㊁纤维为原材料进行平板试验,用钢板试模做裂纹断裂试验㊂混凝土强度等级设计为C 25㊁C 30㊁C 35,各自对应3种水胶比,试验时向平坦的地面放置试模,铺设塑料片,按照强度等级要求和配合比进行拌和㊂试验结果显示,水泥比在预拌混凝土时发挥作用;在粉煤灰掺量一致的前提下,水胶比为0.38时混凝土的抗裂性最佳,其它2个组分的混凝土所具备的抗裂性相对更弱;3个组分中,混凝土的抗裂性在水胶比为0.38时最优㊂关键词 建材性能 试验分析 早期裂缝 影响机制 材料选取中图分类号:T U 755.2 文献标识码:A 文章编号:1002 2872(2023)08 0191 03混凝土结构所受的力超过其抗拉强度时,材料原本紧密结合的状态因外力而遭到破坏,出现早期裂缝㊂工程实践表明,混凝土早期裂缝颇为常见,而在导致此现象的各类因素中,建筑材料的性能属于重要因素,为加强对混凝土早期裂缝的预防和控制,需要探明建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响,根据影响机制选择适宜的建筑材料,发挥出材料的质量优势,预防混凝土早期裂缝㊂1混凝土早期裂缝的出现部位与原因混凝土结构的连接部位㊁交叉部位是裂缝的高发区域,同时若相连部位的结构在厚度上存在差异,承受外力时的稳定性不尽相同,也易出现裂纹㊂此外,对于箱形内部,顶板㊁底板的温度相差较大时,结构的图1 混凝土底板横向裂缝受力缺乏均匀性,局部由于受力作用过强而出现裂纹,例如腹板部位属于裂纹的常见区域㊂腹板裂纹的发生部位可细分为腹板下部和上部,具体发生部位与底板厚度有关,例如底板较厚时腹板下部易产生裂纹,较薄时腹板上部易产生裂纹㊂由于温度的差异,阻力有所区别,结构使用状态缺乏协调性,从而出现裂纹,对于较薄的结构,其温度变化幅度较快,存在明显的不均匀温度变化,致使结构出现裂纹㊂2建筑材料性能试验2.1试验材料2.1.1水泥42.5级普通硅酸盐水泥,凝结时间㊁抗压强度和抗折强度均要合理,具体要求如表1所示㊂表1 硅酸盐水泥性能指标强度等级凝结时间抗压强度M p a 抗折强度M p a 初凝终凝3d28d3d28d42.5155m i n 242m i n 17.847.23.846.502.1.2集料㊁粉煤灰集料包含两类:一是粗集料,采用的是表观密度为2660k g/m 3的碎石;二是细集料,细度模数2.5㊁表观密度2581k g/m 3的河砂,属中砂㊂粉煤灰:二级粉煤灰㊂集料和粉煤灰的质量指标,如表2所示㊂㊃191㊃ (建筑材料)2023年08月*作者简介:武东福(1985 ),本科,工程师;研究方向为化验室管理工作㊂表2 粗细集料和粉煤灰的质量指标碎石性能指标检测项目技术指标实测数据吸水率(%)W 21.5含泥量(%)W 1.01.0泥块含量(%)W 0.20.15针㊁片状颗粒总含量(按质量计)(%)W 106砂技术指标表观密度(k g /m 3)325002581压碎指标(%)W 2517空隙率(%)W 4441含泥量(%)W 3.02.1泥块含量(%)W 1.00.3粉煤灰技术指标细度(%)W 2519烧失量(%)W 8.06.8需水量比(%)W 105100S O 3含量(%)W 32.2安定性(mm )W 532.1.3纤维考虑S F ㊁P P F 两类纤维,性能指标如表3所示㊂表3 纤维物理性能指标类型长度(mm )直径(mm )密度(g /c m 3)抗张强度(M P a )S F25-350.57.8634P P F15-200.030.95102.1.4外加剂和水减水率为28%的聚羧酸类减水剂和源自于本地的自来水,要求水中不含有对混凝土性能造成不良影响的物质㊂2.2试验仪器2.2.1裂缝观测仪及配套设施对混凝土做平板试验时,裂缝长度和宽度的观测采用裂缝观测仪进行,宽度和深度的观测采用海创高科H C -U 8型多功能超声波检测仪,其它配套设施及材料包含风机㊁2盏1500W 碘钨灯和棉花㊂2.2.2平板试模裂纹断裂试验采用的是钢板试模,尺寸为600mmˑ600mmˑ63mm ,具体组成包含模框㊁钢筋框和底板㊂其中,设备边框内设置φ10ˑ100mm 双排螺杆,共14个,且为了分离混凝土与周围框架,于设备中间布设一条,禁止对混凝土自由塑性收缩产生制约作用,同时使板段产生裂纹;底模底板处铺设塑料薄膜,其作用在于减弱底模对试样收缩变形㊂2.3试验方案设计2.3.1配合比设计混凝土强度等级为C 25㊁C 30㊁C 35,各自对应3种水胶比例,分别拌和混凝土并进行试验㊂试验采用单变量法,目的在于探讨单项因素对混凝土性能的影响㊂每立方米混凝土的材料配比,如表4所示㊂表4 不同强度等级混凝土的配合比强度等级编号水(k g )水泥(k g )砂(k g )碎石(k g)粉煤灰(k g)减水剂水胶比砂率(%)粉煤灰掺量(%)坍落度(c m )C 35S S F 11603767181078959.10.34S S F 21703767181078959.10.35S S F 31783767181078959.10.37352012.111.511.2C 30S S F 415231564011891358.50.34S S F 516131564011891358.50.35S S F 617131564011891358.50.37353012.311.611.5C 25S S F 714726161711461748.00.34S S F 815626161711461748.00.35S S F 916426161711461748.00.37354012.311.711.62.3.2试验方案试验采用正交试验设计,砂率35%,水泥混合比例为0.34㊁0.36㊁0.38,手工拌和混凝土,坍落度110~180mm ㊂混凝土拌和完成后,开始试模,于底模的底部铺设塑料片,将试模放置在平坦的地面,按配合比加以搅拌直至混合料达到均匀状态,随后将其均匀倒入模具框架,压紧搅拌块㊂试样成型后,转至相对湿度恒定㊁温度为25ħ的环境中,用2盏1000W 的碘钨灯在距离试件表面0.8m 的部位做加热处理,期间用风机以5~7m /s 的风速吹拂试件表面,试件养护时间设为24h ㊂3试验结果及分析3.1试验结果各试件的裂缝总数㊁最大裂缝宽度及长度检测结果,如表5所示㊂根据表5可知:裂缝总条数N ㊁最大裂缝宽度W ㊁L 值在砂率㊁粉煤灰掺量㊁坍落度一定时均呈现降低的变化趋势;与S S F 4比较,S S F 6的N ㊁W ㊁L 值分别㊃291㊃ (建筑材料)2023年08月降低60.0%㊁51.9%和34.6%;与S S F7比较,S S F9的N㊁W㊁L值分别降低50.0%㊁50.8%和19.6%㊂结合各组试件的材料取用情况做进一步的分析,发现水泥比在预拌混凝土中起到作用;在试验采用的3个组分中,若粉煤灰的掺量一致,水胶比为0.38的试件具有更突出的抗裂性(优于其它两个组分的试件),在不同粉煤灰掺量下,其抗裂性能更为突出㊂表5混凝土试件裂缝检测结果编码裂缝总条数最大裂缝宽度/(mm)裂缝长度/(mm) S S F170.72136S S F260.60121S S F340.46115S S F450.5281S S F530.3778S S F6.20.2553S S F760.63107S S F850.4498S S F930.3186 3.2试验分析3.2.1水泥性能经过对试验结果的分析可知,水泥的性质对混凝土早期开裂产生明显的影响㊂分子间存在作用力,导致水泥分子产生空隙,若水泥颗粒直径减小,则水化速率和凝固速率均提高,水化在较短的时间内完成,对于混凝土而言,则具有凝固速度快㊁时间短的特点,早期强度较高,不易出现早期开裂现象㊂不同水泥颗粒所带来的水化速率存在差异,结果显示水泥细度超过75μm时水化率降低,在一定程度上限制混凝土收缩㊂3.2.2骨料的质量沙粒粒径不合理时,混凝土易开裂㊂试验发现,沙粒的粒径增加时,所需的胶质数量增加,且需结合水泥用量做合理的控制,保证材料用量的协调性㊂在混凝土拌和时,宜采用粗砂㊂混凝土收缩受到配合比和粗集料等级的影响,若使用较小粒度,需搭配较多的针状集料,目的在于确保粗集料得到有效的包覆㊂而在水泥和水的掺量均较高时,需要根据两类原材料的具体用量设计集料的等级㊁粒径㊁配比,通过集料的合理应用,适度减少水泥用量,以免由于水泥过量使用而导致混凝土收缩㊂3.2.3骨料的反应能力集合体响应程度主要受到张拉力的影响,同时活性材料和碱液接触后发生反应,致使混凝土内部出现裂缝㊂3.2.4外加剂严格按照配合规程掺入外加剂是有效规避不良影响的重要途径,在此前提下充分发挥出外加剂的性能优势,保证混凝土的性能㊂在外加剂的掺入中,诸如膨胀剂㊁减水剂㊁加气剂等均是重点考虑对象,可在保证混凝土性能的前提下减少材料用量㊂3.2.5骨灰比严格按照规范进行集料粒径㊁级配的设计,对于含沙率,可根据混凝土的类型而定,例如商品混凝土的含沙率以40%为宜㊂此外,粒径的控制也需合理,以免由于粒径控制不合理而导致混凝土的黏结性能降低(此时容易诱发混凝土早期开裂问题),影响混凝土施工质量㊂3.2.6粉煤灰性能向混凝土中掺入粉煤灰后,材料间产生反应并生成丰富的物质,其对混凝土的空隙有填充作用,使原本相对疏松的混凝土具有密实性㊂混凝土振捣期间,在重力作用下粉煤灰呈现出上升的运动趋势,水泥表面逐步聚集粉煤灰,最终形成细密的粉煤灰层,对水泥的水化反应产生影响㊂综上所述,混凝土早期开裂将导致混凝土的应用效果变差,不利于建筑的安全使用㊂建筑工程人员需认识到混凝土开裂的严重性,探寻与混凝土开裂有关的因素,在此基础上采取控制措施,充分提升混凝土的抗裂性,保证施工效果㊂例如,精心挑选原材料㊁优化混凝土的配合比㊁合理选用外加剂等均是避免混凝土早期开裂的重要举措,具体要求工程人员结合建筑工程实际环境采取适宜的措施,保证混凝土的性能,最终取得良好的施工效果㊂参考文献[1]闫世伟,冯熊.建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究[J].中国新技术新产品,2022,13:100-102.[2]尚霞.建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响[J].砖瓦,2021(10):84-85.[3]沈磊.建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究[J].信息记录材料,2019,20(2):17-18.㊃391㊃(建筑材料)2023年08月。
建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究何杰鸿发表时间：2020-09-09T15:39:39.013Z 来源：《基层建设》2020年第13期作者：何杰鸿[导读] 摘要：在现代建筑工程中，存在许多引起混凝土开裂的因素，从而致使早期浇筑混凝土时发生开裂问题。
华兴建筑材料有限公司广东佛山 528000摘要：在现代建筑工程中，存在许多引起混凝土开裂的因素，从而致使早期浇筑混凝土时发生开裂问题。
其中各种建筑材料的基础性能还是影响混凝土浇筑中出现早期裂缝的关键性原因。
因为伴随材料性能的改善，建筑物基层也会逐步增强适应裂缝变形方面的能力，因此在浇筑混凝土中，应选择适合的优质建筑材料，以有效预防混凝土出现早期裂缝，进一步提升建筑质量。
为此，本文从建筑混凝土出发，研究了材料性能影响早期混凝土裂缝的规律、有关内容，并提出了行之有效的处理措施，仅供参考。
关键词：早期裂缝；建筑材料；混凝土；性能影响在新世纪下，针对混凝土施工，早期裂缝属于质量控制当中的常见缺陷。
裂缝形成的基本机理就是在某个时间点，结构应力在结构所能承受的抗拉强度以外，而逐步破坏原材料相互紧密结合的效果，而引起一定的裂缝。
针对混凝土结构，在进行施工中，形成的裂缝就是早期裂缝。
其中的特点就是基本上不会影响结构的基础力学性能，其中的成因主要就是内部发生收缩、膨胀等引起的综合作用，所以和建筑材料的基础性能紧密相连。
一、早期裂缝的基本规律在混凝土施工中，针对特定的部位，常常会出现早期裂缝。
尤其是构件薄厚差异巨大的衔接位置、大体积混凝土、箱梁腹板、锚固地方等极易有早期裂缝。
通过分析早期裂缝出现时候的应力分布情况及变化特点可知，在这些地方，干缩、温度、材料膨胀等引起的应力具有最大的影响。
当固化混凝土到理想强度以前，整个结构中的抗剪切、抗拉性能一直在渐变，主要因为温度改变不匀、衔接各构件及浇筑段的约束力、不断改变结构质量应力并持续作用养护混凝土引起的。
因此，在形成裂缝中，常常会被施工过程、浇筑工艺、结构规划所影响。
试析建筑材料性能对混凝土早期裂缝的作用发表时间：2020-08-07T02:44:37.746Z 来源：《新型城镇化》2020年4期作者：王惠春[导读] 混凝土的开裂问题成因包含非常多方面, 例如：施工中水灰比随意调整，混凝土的搅拌运输时间较长，模板施工不标准以及模板刚度较低，施工技术不科学，分段浇筑结合部未做到科学处理，养护方法不合理 , 这些将造成混凝土在浇筑早期发生开裂问题 , 这当中材料性能属于混凝土浇筑早期裂缝问题的主要因素。
王惠春金华市巨龙商品混凝土有限公司 322000摘要：混凝土的开裂问题成因包含非常多方面, 例如：施工中水灰比随意调整，混凝土的搅拌运输时间较长，模板施工不标准以及模板刚度较低，施工技术不科学，分段浇筑结合部未做到科学处理，养护方法不合理 , 这些将造成混凝土在浇筑早期发生开裂问题 , 这当中材料性能属于混凝土浇筑早期裂缝问题的主要因素。
我们都了解 , 随着材料性能提升 , 在建筑物以及构筑物裂缝变形方面的适应水平便越高, 因此对混凝土进行浇筑时要选取合理的材料, 这对防控混凝土裂缝问题的具有显著成效。
关键词：材料性能；早期裂缝问题；作用方法研究1、混凝土早期裂缝中的材料影响（1）碱骨料反应混凝土材料因素能够造成混凝土早期发生裂缝问题 , 例如：碱骨料反应造成裂缝问题 , 碱集料反应导致开裂问题，是很难阻止修复的 ,属于混凝土早期裂缝问题中的严重问题 , 一般混凝土采取骨料依据粒径的大小主要分成两类 : 粒径超过 4.75mm 称作粗骨料 , 还称作石子，粒径低于 4.75mm 称为细骨料, 还称为砂。
骨料质量高低会对混凝土性质高低产生较大影响, 例如：泥与泥块含量，有害物质含量，碱活性，坚固性，颗粒级配，骨料含水情况、表面特点、形状及强度。
对于钢筋混凝土构造来说 , 其中都会包含碱骨料材料 , 混凝土浇筑完成后 , 此材料就将随吸水 , 体积不断膨胀 , 形成较大内应力 , 进而造成混凝土出现开裂问题, 这样甚至会导致工程项目出现崩溃问题, 后果是非常严重的。
粗集料对混凝土早期裂缝的影响研究孙华（福建林业职业技术学院，353000，福建）摘要：混凝土在生产过程中会产生大量的水化热，使混凝土内部的温度升高。
由于混凝土的内外温度的差异，随着其强度的形成，在表面会出现很多的细小裂缝，这种裂缝的多少与混凝土内部所含的粗骨料的性质和含量有很大的关系。
本文比较三种不同力学性质的岩料所配置的混凝土的膨胀系数和同一种性质的岩料，但粗骨料含量不同的情况下，混凝土的膨胀系数所产生的变化，以次来选择一种最佳的骨料和最佳配合比，以尽量减少混凝土早期裂缝的产生。
关键词：混凝土粗骨料早期裂缝膨胀系数1前言混凝土砌体由于具有造价低、强度高、稳定性好等特点，因此无论在房屋建筑还是道路工程的浇筑中都被广泛的运用。
但其原材料的固有特性，导致砌体结构容易产生裂缝，从开始浇筑到最终强度的形成到使用过程中，都会产生各种类型的裂缝，这些裂缝如果没有得到及时的控制，在砌体使用过程中裂缝会不断地发育，最终导致结构破坏，丧失使用性能。
其中最早形成的裂缝是在混凝土终凝之前，这种裂缝不是因为荷载引起的，而是由于混凝土自收缩和膨胀引起的。
经研究表明混凝土原材料中的粗集料是影响早期裂缝形成的重要因素。
本文重点从粗集料的选择上进行研究分析，拟选择一种最佳的粗集料类型，以此来减少混凝土早期裂缝的产生。
2粗集料对混凝土热工参数的影响水泥混凝土内各种原材料的矿物化学成分和材质结构的差异很大，其热工参数值也不同。
组成水泥混凝土后，又因其配合比、含水量、龄期和施工工艺等的差别，使热工参数值的试验数据有较大的离散性。
目前国内没有统一的水泥混凝土热工参数规程，对水泥混凝土导热系数和膨胀系数的测定均参照《水工混凝土试验规程（DL/T5150,2001》来执行。
鉴于水泥混凝土的导热系数和线膨胀系数的重要性，我国各种混凝土的设计规范中都将水泥混凝土的导热系数和线膨胀系数作为直接或间接的设计参数，而对水泥混凝土的这两个参数影响的因素除了外添加剂、水灰比外，最重要的就是粗集料的类型和含量。
对于常见的石料，其热膨胀系数随着矿物组成的变化而变化。
一般来说，粗集料自身的热膨胀系数要低于水泥砂浆的膨胀系数，粗集料对浆体的热膨胀有一定的限制作用。
粗集料的热膨胀系数越低、弹性模量越高，对热膨胀的限制作用就越大，越有利于降低混凝土的热膨胀系数，从而降低由于砌体产生膨胀引发的裂缝，这种裂缝就属于混凝土的早期裂缝。
2.1试验方法2.1.1膨胀系数的试验方法水泥混凝土线膨胀系数的测定采用改进的光杠杆法进行，用可控温水浴将棱柱体待测试件从10℃逐级加热至50℃，通过安置在试件表面的熔融石英棒，将变形传递至光杠杆测量系统，测定混凝土在10℃至50℃的膨胀量，进而计算混凝土的线膨胀系数。
2.1.2导热系数的试验方法混凝土导热系数按照（GB／T10294—2008）《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》测定。
试验温度25℃，环境保持干燥状态，避免湿度对引气混凝土导热系数的影响，冷板温度设置为18℃，热板温度28℃，冷热板温度梯度为10K。
2.2粗集料的物理性质混凝土中的粗集料的物理性质有压碎值、磨耗值、膨胀系数、导热系数等，其中对混凝土膨胀系数影响最大的就是粗集料的膨胀系数。
不同岩性的骨料有不同的物理性质，混凝土中的粗集料通常采用花岗岩、石灰岩、石英岩等岩石，具体物理性质见表1。
由于石英岩中的石英含量较高，强度大，剔除针片状颗粒的影响，其压碎值最小，而热膨胀系数最大，导热系数最大；石灰岩中石英的含量较少，热膨胀系数最小，导热系数最小。
热膨胀系数越大，其组成混凝土就越容易产生早期的裂缝，表1 粗集料的物理性质名称压碎值（%）膨胀系数（10-6/℃）导热系数（W／mk）花岗岩12-20 5-12 2.02-2.89石灰岩12-18 6-13 2.10-3.07石英岩9-12 8-15 2.15-3.152.3粗集料类型对砼热工参数的影响混凝土的热膨胀系数和导热系数除了受到混凝土中的掺合料、水灰比的影响外，其最大的影响是粗集料，不同类型的粗集料对混凝土热工参数影响是不同的。
不同粗集料类型的混凝土膨胀系数差别明显。
石英岩混凝土的膨胀系数最大，最大达到13.84×10-6/℃，花岗岩混凝土的膨胀系数最小，最小可达7.9×10-6/℃。
对比各种集料混凝土的膨胀系数可知，集料本身膨胀系数越大，则该种集料的混凝土膨胀系数也越大。
对于膨胀系数而言，温度升高时混凝土的膨胀量与温度降低同一值时混凝土收缩量基本一致。
混凝土的膨胀系数在不同的温度区间敏感差异也非常的微小。
不同集料类型的混凝土导热系数也存在较大差别，变化规律与膨胀系数相似，集料本身导热系数越大则该种集料的混凝土导热系数越大。
石英岩混凝土的导热系数最大，可达1.72w／(m·k)，花岗岩混凝土的最小，可至1.31 w／(m·k)。
集料类型膨胀系数（10/℃）导热系数（W／m·k）花岗岩集料7.9-9.45 1.31-1.48石灰岩集料9.01-11.71 1.45-1.56石英岩集料11.54-13.84 1.62-1.722.4粗集料含量对砼热工参数的影响混凝土中的粗集料的含量对混凝土的人工参数是有比较大的影响的，相同性质的岩料，由于粗集料含量的不同，通过实验发现混凝土的热工差数也不相同。
试块的制作按照相同的水灰比，石子的配合比采用1：1：3，三个粒径组的尺寸分别为0.5~1cm、1~2cm、2~3cm。
水泥浆的含量一致，采用添加相同性质相同剂量的外添加剂，通过控制不同的含砂量，来体现粗集料的含量不同。
按表3的配合比，分别制作花岗岩、石灰岩、石英岩三种石料类型三种配合比的试块。
表3 混合料不同的配合比种类水泥（kg）水（kg）砂（kg）减水剂(%)石子（kg）含砂率0.5-1 1-2 2-31 100 42 114 0.7 81 81 243 0.222 100 42 126 0.7 79 79 237 0.243 100 42 149 0.7 74 74 222 0.29混凝土试件的饱水程度对混凝土膨胀系数有很大的影响，因此需测量饱水状态下的热膨胀系数。
试验仪器为YB25型手持式应变仪、HSWX600型电热恒温水浴箱、热电偶和温度计等。
膨胀系数试件采用尺寸为100×100×400mm的小梁试件，导热系数试件采用尺寸为300×300×50mm的薄板试件。
试件成型后置于温度为（20±2）℃，湿度为95％以上的养护室养护28d。
导热系数测试时，为减小含水量的影响，先将试件置于80℃的烘箱中烘至恒重，再进行测试。
经过测试，三种不同类型的石料，在不同的配合比的情况下，其膨胀系数和导热系数是不同的。
其试验数据见表4。
表4 不同粗集料含量下的混凝土热工参数岩性种类膨胀系数（10-6/℃）导热系数（W／m·k）花岗岩1 9.9 1.312 9.45 1.463 8.85 1.48石灰岩1 11.01 1.452 10.25 1.503 9.71 1.56石英岩1 13.27 1.602 12.84 1.623 11.54 1.68从上表数据显示，不同性质的岩料其膨胀系数和导热系数不同。
相同的岩性，由于混凝土中的砂率不同，热工参数也不相同，含砂率越高，其粗集料含量越小，混凝土的膨胀系数逐渐变小，其导热系数逐步变大。
经试验发现，花岗岩作为粗集料对混凝土早龄期的膨胀系数影响不大，随着粗集料的增加，混凝土的热膨胀系数逐步增加，但是增量不大；石灰岩作为粗集料，随着粗集料含量越大，混凝土的热膨胀系数就越大，这是由于石灰岩配置的混凝土宏观孔隙相对比较多，固体材料的热膨胀系数随着密实度的增加而增加；石英岩作为粗集料的混凝土，由于石英岩本身的硬度高，颗粒细腻，结构紧密，对浆体的限制不大，形成的混凝土的热膨胀系数随着粗集料的增大而增大。
3粗集料对混凝土早期裂缝的影响混凝土的非荷载因素产生的裂缝主要是在混凝土浇捣的早期，由于水泥在生产过程中放出大量的水化热，混凝土内部温度不断上升，而混凝土表面的温度为户外环境的温度值，随着混凝土内部温度的上升，其体积随着产生膨胀。
从上述结论所知，混凝土的热膨胀系数约为8.85~13.27（10-6/℃）。
不同性质的岩料在相同的含沙率下有不同的膨胀系数，本试验所采用的三种不同性质的骨料在相同的试验环境和配合比下，其膨胀系数与粗骨料的含量关系图如图1所示。
混凝土由于表面与内部散热速度极不一致，水化热温升将使混凝土内部温度高于表面温度，形成内外温差。
在升温与降温阶段，混凝土分别发生膨胀与收缩由于存在内外温差使混凝土内部与表面的这种热膨胀与收缩不一致，从而产生约束拉应力（温度应力）。
内外温差越大，约束应力也越大，当应力值大于混凝上的抗拉强度时将导致混凝土开裂，形成温度裂缝，给13.27 8.85膨胀系数（10-6/℃）混凝上结构造成极大危害。
混凝土中采用不同性质的岩料，其膨胀系数不同，因此混凝土所产生的膨胀量也不同。
3.1 石英岩拌置的混凝土在相同的水泥用量和相同的含水率的情况下，当含砂率为22%，2~3cm的粗骨料含量为46.8%时，其膨胀系数最大，随着粗骨料含量的降低，含砂率增加，膨胀系数逐步降低，混凝土的热膨胀量会减少，从而降低混凝土的开裂程度，因而早期裂缝的产生也会逐步下降。
3.2 石灰岩拌置的混凝土当含砂率为22%，2~3cm的粗骨料含量为46.8%时，其膨胀系数也为最大，随着粗骨料的减少，含砂量的增加，膨胀系数逐步降低，当2~3cm的粗骨料含量为45.7%，1~2cm的粗骨料为15.2%时，再增加砂率，其膨胀系数变化量非常小。
但比较石英岩混凝土而言，其膨胀系数要低很多，用石灰岩拌置的混凝土比较石英岩拌置的混凝土更不易产生大开裂现象，其砌体的早期裂缝也相对比较少。
3.3 花岗岩拌置的混凝土当含砂率为22%，2~3cm的粗骨料含量为46.8%时，其膨胀系数也为最大，其膨胀系数的递减速率与石灰岩类似，含砂率在28%以上的混凝土，其膨胀系数基本没有什么变化。
比较石灰岩混凝土和石英岩混凝土，在相同的水灰比和外添加剂，以及相同的粗骨料的含量条件下，其膨胀系数是最小的，在混凝土拌置的过程中砌体膨胀量最小，因而产生的早期裂缝最少，使用的效果也最好。
4结论混凝土在生产过程中会产生大量的水化热，由于混凝土内外温度的差异，在生产的早期砌体产生一定量的膨胀，由于混凝土表面的温度较内部的温度低，使混凝土产生一定的约束力，当这种约束力不足以抵抗内部膨胀力的情况下，混凝土表面就会出现开裂的现象，这种开裂随着混凝土的强度逐步形成，其表面就出现很多细小的温度裂缝。
经研究证明，不同性质的粗骨料拌置的混凝土有不同的膨胀系数，其所产生的早期裂缝在一定的程度上有比较大的区别，在对石英岩、石灰岩、花岗岩三种岩性的骨料拌置的混凝土研究中发现，花岗岩拌置的混凝土产生的早期裂缝最少；同一种性质的粗骨料拌置的混凝土，粗骨料的含量越大，其膨胀系数越大，在混凝土早期越容易出现较多的裂缝，粗骨料的含量当达到72%左右后，再改变其混合料的配合比，其膨胀系数基本没有什么变化，产生的早期裂缝不会再减少。
