绿色高性能混凝土(粗骨料的最大粒径)

骨料中公称粒级的上限称骨料的最大粒径(Dm)。石子的最大粒径增大,在质量相同时,其总面积减小。

因此,从经济的角度考虑,增大最大粒径可以节约水泥。所以,在条件许可的情况下,最大粒径尽可能选得大一些。选择石子最大粒径主要从以下几个方面来考虑:一是从结构上考虑。石子最大粒径应考虑建筑构件的截面尺寸及配筋疏密。

根据GB 50204-2002 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 的规定,石子的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4.同时不得大于钢筋间最小净距的3/4.对于混凝土实心板,石子的最大粒径不宜超过板厚的1/3.且最大不得超过40mm。二是从施工上考虑。根据工程实践经验,对于泵送混凝土,最大粒径与输送管内径之比,当泵送高度在50m以下时,碎石不宜大于1:3.卵石不宜大于1:2.5;泵送高度在50~100m时,碎石不宜大于1:4.卵石不宜大于1:3;当泵送高度在100m以上时,碎石不宜大于1:5.卵石不宜大于1:4.骨料应采用连续级配。三是从经济上考虑。

试验表明,最大粒径小于80mm时,水泥用量随最大粒径减小而增加;最大粒径大于150mm时,节约水泥效果却不明显。一般在水利、海港等大型工程中最大粒径通常采用120mm或150mm,在房屋建筑工程中,最大粒径一般采用25mm或31.5mm。

对于泵送混凝土,为防止混凝土泵送时管道堵塞,保证泵送顺利进行,其粗骨料的最大粒径与输送管的管径之比,应符合表4-2中的要求。

粗骨料的粒径越小,表面积就越大,从而增加了砂浆的体积,加大了胶凝材料用量。D增大,削弱了粗骨料与胶凝浆体的粘结,增大了内部结构的不连续性;粗骨料对水泥硬化体收缩起约束作用,由于二者弹性模量不同,因而混凝土内部产生拉应力,Dm增大,拉应力增大;Dm增大,界面过渡区的氢氧化钙晶体的定向排列程度增大。且粒径过大,对运输和搅拌都不方便,易造成混凝土的匀质性变差,且大的颗粒较易使粗骨料与水泥浆界面过渡区内产生较多的微裂纹。

与普通混凝土相比,高强混凝土的强度对界面更敏感。用小粒径石子时,胶凝浆体和单个石子界面的过渡层周长和厚度都小,难以形成大的缺陷,有利于界面强度的提高。同时,粒径越小,石子本身缺陷的几率越小。因此,基于增强界面的要求和碎石匀质性的考虑,高强混凝土应使用最大粒径较小的石子。

图4-2表明,混凝土水胶比很大时,石子最大粒径对混凝土强度几乎无影响,而当水胶比降到0.4时,影响就很显著。水胶比越低,粗骨料粒径对渗透性和强度的影响越大。抗渗性和强度随最大粒径的减小而提高,但弹性模量有所下降,收缩增大。因此,对于高性能混凝土骨料最大粒径一般限制在25mm以下。

水胶比不同时的影响

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