粗集料种类对不同强度等级混凝土力学性能的影响
2020(建筑材料)道路建筑材料什么是集料的级配？用哪些参数表示级配？
（建筑材料）道路建筑材料什么是集料的级配？用哪些参数表示级配？道路建筑材料1-5什么是集料的级配？用哪些参数表示级配？连续级配与间断级配类型有何差别？级配是集料中各种粒径颗粒的搭配或分部情况。
表示级配的参数有3个：分级筛余百分率、累积筛余百分率和通过百分率。
分计筛余百分率：是某号筛的筛余质量占试样总质量的百分率。
累积筛余百分率：是某号筛的分计筛余的百分率和大于该号筛的各筛分计筛余百分率之总和。
通过百分率：是通过某号筛的式样质量占试样总质量的百分率。
常见的级配曲线有连续级配和间断级配。
连续级配类型的集料，由大到小，逐级粒径的颗粒都有，且按照一定的比例搭配，绘制的级配曲线平顺圆滑不间断。
间断级配集料中缺少一个或几个粒级的颗粒，大颗粒与小颗粒之间有较大的“空档”，所绘制的级配曲线是非连续的，有间断的。
1-8填隙碎石与级配碎石的集料在颗粒组成上有什么不同？这种差异对其路用性能有什么影响？填隙碎石主要是用单一的粗碎石做主骨料，经压路机碾压就位后，形成嵌锁结构，用石屑填塞粗碎石间的空隙，增加密实度和稳定性。
级配碎石是由各种大小不同的粒级集料按一定级配组成的混合料。
在颗粒组成方面，填隙碎石以单一粗碎石为主，填塞石屑于空隙中；级配碎石则含有各种不同粒径的集料。
填隙碎石强度形成和抗变形能力主要靠粗碎石颗粒的嵌锁作用，在空隙中填入石屑或粗砂，进一步增加强度和稳定性，适用于各等级公路的底基层和二级以下公路的基层。
级配碎石强度形成和抗变形能力主要与集料的颗粒间的摩擦作用和粘结作用有关。
由多种粒径的颗粒集料构成，其稳定性和平整度比填隙碎石更好，可作沥青路面和水泥混凝土路面的基层和底基层，也可作路基改善层，或低等级道路的路面。
3-3试述混凝土拌合物施工和易性的意思，影响因素，改善措施。
新拌水泥混凝土的施工和易性，也称工作性，是指混凝土拌合物易于施工操作（拌制、运输、浇注、振捣）并获得质量均匀、成型密实的性能。
施工和易性是一项综合技术指标，包括稳定性、捣实性和流动性三个方面。
轻集料对高强次轻混凝土力学性能的影响
Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅ ｖ ｌ ｍｅ ｒ ｔ ｉ ｈ ｗｅ ｇ ｔａ ｇ ｅ ａｅ ｉ ｏ ｓ ｇ ｅ ａ ｅ ｃ ａ ｇ ｓ ｉ ｎ ｅ ｃ ｅ ｉ ｇ ５ ｅ ｈ ｏ ｕ ａｅ ｏ ｌ ｔ ｉ ｈ ｇ ｒ ｇ ｔ ｎ ｃ ａ ｅ ａ ｇ ｇ ｔ ｈ ｎ ｅ ｎ ａ — ｘ ｅ ｄ ｎ ０％ ， ｔ ｆ ｃ ｎ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓｖ ｔｅ ｇ ｈ ｆ ｇ ｒ ｒ ｉｓｅ ｅ ｔ ｈ ｏ ｒ ｓ ｉｅ ｓ ｎ ｔ ， ｏ ｒ
ｓｎ ｎｔｅｐｙｉ ｌ ｎ ｅｈｎｃｌ ｒｐｒｅ ｉｈｓｒｎｔ ｅ ｉｌ ｈｗ ｉｈ ｏｃｅｅ （ Ｓ Ｃ ｗ ｒ ｖｓ ｇｔ ． ｅｔｅｕｔ ｓｏ ａｄｏ ｈ ｓ ａ ｄｍ ｃ ａｉａ ｐｏ ｅｔ ｓ ｈｇ ｔ ｇｈｓｍ －ｉ ｔｅｇｔ ｎ ｒｔ Ｈ Ｓ ） ｅｅｉ ｅｔ ａｅ Ｔ ｓ ｒｓｌ ｈ ｗ ｈ ｃ ａ ｉ ｏ ｆ ｅ ｇ ｃ ｎ ｉ ｄ ｓ
维普资讯
２０ ０ ７年第 ６期
ｌ ２月
混 凝 土 与 水 泥 制 品
Ｃ ＮＡ ＨＩ ＣＯ ＮＣ Ｔ ＡＮＤ Ｃ ＲＥ Ｅ ＥＭＥＮ Ｐ Ｔ ＲＯＤＵＣ Ｓ Ｔ
２ ｏ７ Ｎｏ ｏ ６ Ｄｅ ｅ ｅ ｅ ｍｂ ｒ
轻集料对 强次 混凝土物理力学性能的影响 高虽 轻 局５次
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水泥混凝土抗折性能影响研究
引言水泥混凝土因具有强度等级高、稳定性及耐久性能好的突出特点，广泛应用于我国公路工程建设中。
然而，目前我国“重载、大流量”的交通状况，对于在服役过程中长期遭受重载车辆作用的水泥混凝土路面造成了不利影响，许多水泥混凝土路面结构在未到设计使用寿命时就提早发生了破坏。
众多学者和研究单位就如何提高混凝土的抗折强度展开了深入研究。
目前的主要研究方向集中在通过在混凝土中引入纤维物质如聚丙烯纤维、钢纤维等，提高使混凝土破坏所需要的断裂能来增加混凝土的抗折强度[1-2]，然而此类研究用于混凝土的生产及施工过程却存在大量弊端，纤维混凝土不仅会大幅提高混凝土的造价，同时由于纤维物质的掺入对混凝土的工作状况也有较大影响，极不利于施工控制[3]，故上述方案的实际应用受到较大限制。
因此，寻求一种在提高水泥混凝土抗折强度的同时，又不增加混凝土的生产成本，并保持混凝土良好工作性能的设计方法势在必行。
本文以混凝土的各项组成材料为研究对象，通过对骨料因素和胶凝材料体系因素对混凝土抗折强度的影响进行系统性分析，进一步对抗折混凝土组成材料的使用及选择进行优化，以实现在不提高成本的条件下，提高普通水泥混凝土的抗折强度。
1 试验原材料及实验设备1.1 实验原材料（1）水泥：华新P.O42.5水泥，比表面积为400m2/kg，相关性能见表1；（2）粉煤灰：青源电厂Ⅱ级粉煤灰，需水量比为103%，细度为23.7%（筛余），28d活性指数74%；（3）矿粉：钢华S95级，比表面积410m2/kg，流动度比为98%，7天活性指数为76%，28天活性指数为102%；（4）砂：洞庭湖Ⅱ区中砂，细度模数2.8；（5）石：阳新骨料厂5m m～10m m、5m m～20m m 和5m m～31.5m m三种不同粒径范围的碎石，以及5mm～31.5mm的卵石，相关性能指标见表2；（6）减水剂：西卡聚羧酸减水剂，固含量20%。
水泥混凝土抗折性能影响研究吕 寅 池召坤 齐广华（华新混凝土骨料事业部 湖北 武汉 430070）摘 要：研究了粗集料种类、集料粒径、用水量、胶凝材料组成及相对掺量对混凝土抗折强度的影响，同时基于不同粗集料粒径对混凝土抗折强度与抗压强度的匹配关系进行了拟合分析，研究表明在分别经过粗骨料优化选择和胶凝材料体系优化设计后，混凝土的抗折强度较基准配合比分别提高了7%和17%。
砾碎石、砾石和碎石水泥混凝土力学性能对比试验研究
水 泥混 凝土在 路 面结构 中受 到 复杂 的动 态复 合
应力 ， 因而应具 有 各 种 力 学强 度 ， 如抗 压 强 度 、 裂 劈
成 不 同力学 性 能试 验 的相 应 标 准试 件 ， 件采 用 的 试
强 度等 级为 Ｃ 碎 石采 用鲁 山县 梁洼 青碎 石 ， 项 各 技 术指 标合 格 ， 配 连 续 良好 。砾 碎 石 为天 然 砾 石 级
试件 中最大值 或 最小值 中有一个 与 中 间值 之 差超 过 中 间值 的 １％ ， 舍去 最 大 、 ５ 则 最小 值 ， 中 间值 作 为 以 试 件 的抗 弯拉 强度 ； 果 ２个 测 值 与 中间 值 之 差 均 如 超 过 中 间值 的 １％ ， 该 试 验 结 果 无 效 ； ５ 则 ３个 试 件 中 ， 有一个 断 裂面 位 于加荷 点外 侧 ， 混 凝土抗 弯 如 则
其在 工程应 用 中的 可靠性 。
１ 试 验 设 计
以混 凝土试 验 室配合 比为 基 准 ， 用碎 石 、 采 砾碎
石 、 石 ３种不 同类 型粗集 料拌 制混 凝 土混 合料 ， 砾 制
表２ Ａ、 Ｃ等 ３种集料级配状况 Ｂ、
１ １ 试 验配 合 比 ．
（Ｔ ３ Ｊ Ｇ Ｅ ０—２ ０ ） 的 相 关 规 定 ， 试 配确 定 的 ３ ０５ 中 经
１２ 试件 制作 与 养护 ． 水 泥 混凝 土拌 合参 照 《 水泥 混 凝 土拌 合 物 的拌 合与 现场 取样 方法 》 Ｔ ５ １— ０ ５ ， 次拌 合前 均 （ ０２ ２ ０ ） 每
２０ ）《 ０ ３ 、 公路 工 程 水泥 和 水 泥混 凝 土 试 验 规程 》
收稿 日期 ： ０ ８０ 一 ｌ ２０ 。３ ｌ 作者简介 ：田小革（ ９ ０ ） 男 ， １７ 。 ， 博士 ， 教授 ， 主要研究方 向为路面结构与材料 。
混凝土中粗集料的标准比例
混凝土中粗集料的标准比例一、前言混凝土是由水泥、砂子、粗集料和水按一定比例配制而成的一种人造材料。
其中，粗集料是混凝土中的重要组成部分之一，它是指粒径大于5毫米的石子、碎石或者砾石等。
粗集料的使用比例对于混凝土的性能有着重要的影响。
因此，本文旨在提供一个全面的具体的详细的标准，以帮助制定混凝土中粗集料的比例。
二、粗集料的影响因素在制定粗集料比例之前，我们需要了解粗集料对混凝土性能的影响因素。
主要包括以下几个方面：1.强度：粗集料的比例直接影响混凝土的强度。
一般来说，粗集料越多，混凝土的强度越高。
2.耐久性：粗集料的比例还影响混凝土的耐久性。
过多的粗集料会导致混凝土的抗渗性下降，从而影响混凝土的使用寿命。
3.工作性：适当的粗集料比例可以提高混凝土的流动性，使得混凝土更易于施工。
4.成本：粗集料占混凝土成本的比重较大，因此适当控制粗集料的比例可以降低混凝土的成本。
三、混凝土中粗集料的比例标准根据以上影响因素，我们可以制定混凝土中粗集料的比例标准。
具体标准如下：1.普通混凝土普通混凝土的粗集料比例一般在25%~40%之间。
其中，石子的粒径应该在5毫米~40毫米之间。
2.高强混凝土高强混凝土的粗集料比例一般在40%~60%之间。
其中，石子的粒径应该在5毫米~40毫米之间。
3.水泥路面混凝土水泥路面混凝土的粗集料比例一般在30%~40%之间。
其中，石子的粒径应该在5毫米~20毫米之间。
4.铁路混凝土枕木铁路混凝土枕木的粗集料比例一般在50%~60%之间。
其中，石子的粒径应该在15毫米~35毫米之间。
5.预应力混凝土预应力混凝土的粗集料比例一般在40%~60%之间。
其中，石子的粒径应该在5毫米~20毫米之间。
四、注意事项在制定粗集料比例的时候，需要注意以下事项：1.根据混凝土的使用需求，选择适当的粗集料比例。
2.粗集料的粒径应该符合标准要求，以保证混凝土的强度和耐久性。
3.在施工过程中，要控制混凝土的水泥用量和水泥料比，以保证混凝土的质量。
骨料粒形对混凝土性能的影响
２ １ 针 片状含量对碎 石压碎值 的影 响 ． 粗集料 中针 片 状颗 粒含 量 与集 料压碎 值 的关 系 见表 １ 。由表 １ 可见 ， 随集料 中针 、 片状颗粒含量 的增
般粒形集料 的主要 区别是其 比表面 积较 大 并有 较 多
毛
军等 ： 骨料粒形对混凝土性能 的影响
１ ９
ｓ ｕ
骨料 粒 形 对 混凝 土 性 能 的影 响
毛 军 石玉祥 ，
（ ． 河边境 经济合 作区工程质量监督站 ． 黑龙江 １黑 黑河 １４ ０ ； ２ ６ ３０ ．黑龙江省寒地建筑科学研究院 ． 哈尔滨 １ ０ ８ ５ ０ ０）
【 摘
要】 主要研究了粗集料 中针 、 颗粒含量 对混凝 土性能 的影响。试验 结果表 明 ： 片状 随集料 中针 、 片状
状颗粒滚动性 较片状集 料好 ， 以影响较小 。 所
因此 ， 从工作性角度考虑 ， 粗集料 的针状颗粒含量
不 宜超过 ２ ％ ， ０ 片状颗粒含量不宜超过 １ ％。 ５
针 状颗 粒 含量 ， ％
一 ７ ｄ 一 ２８ ｄ
片状颗粒含量， ％
一 ７ ｄ 一 ２ｄ ８
片状颗粒含量ｆ ％
为混凝土工作性 的评价指标 ， 试验结果见图 １ 图 ２ 和 。
在此基础上 ， 将粗骨料 中的针、 片状颗 粒用专用规准仪
蛊
髓 搬
窭
针 状 颗 粒含 量 ， ％ 针状 颗 粒含 量 ， ％
一
片 状 颗粒 含 量， ％
一
一
７ ｄ
一
２ｄ ８
初始坍落度 一
３ｒｉ后坍落度 ０ ｎ ａ
浅论粗集料在混凝土配合比设计中对水泥用量的影响
３ ２
３
５ ３ ． ９
７ ７ ． ２
４ ７ ５
．
ｌ ６ ． １
４． １
９ ３ ． ３
９ ７ ． ４
４
４ ． ７ ５
２ ． ３ ６
１ ． ９
表４ 两种碎石掺配实验数据及技 术指标
１ ９ － ３ ７ ． ５ ａｍ碎石 ｒ 百分 质量ｇ 率％ ７ ５ ７ ０ ４ ２ ０ ０ ４ ２ ０ ０ ４ ． ７ ５ — １ ９ ａｍ碎石 ｒ 碎石 表观密 最佳级 百分 总重ｇ 度ｇ ／ 配密度 １ ． ５ ３ 率％ 质量ｇ 增重ｇ ｃ ｍ ｇ ／ ｃ ｍ ２ ５ ３ ０ １ ４ ０ ０ １ ８ ０ ０ ， ５ ６ ０ ０ １
视密度ｇ ／ ｃ ｍ ２ ６５
．
２ ６ ． ５
１ ９ ９
．
３ ． ３
３ ． ０
３ ． ３
６ ． ３
１ 前言 水泥混 凝土是 道路 与桥 梁工程 建设 及工业与民用建 筑中应 用最广 泛， 用量 最大 的材 料之一。 水泥混 凝土 是 以水泥 和水 组成 的水 泥浆体 为粘 结介 质， 将 分散 其 间的不 同粒 径 的粗细 集料 胶结 起来 ， 在 一定条 件下， 硬化成 为一定力学性能 的一种人 造石材。 最 经济水泥用量 的混凝 土， 就是合理 选择水 泥， 通过 科学方法 获得粗集料 的最佳级 配， 寻求到 包裹 所有粗集料 的最小砂 浆体 积和包 裹细集料 颗粒所 需最小水泥浆而 配制 的一种人造石材。 这对 降低工程成 本有十分重要 的意义， 具 有推广 价值 。 ２ 原材 料的 技 术要求 原材 料的技 术要求条件除 符合普通 混凝土 用原材料技 术要求外 ， 还 必须考虑粗、 细 集料品质对水泥用量的影 响。 集料 是混凝土 的主要 主 要 组 成材料 ， 它 占混 凝土 总体 积 的３ ／ ４ 以 上。 集 料在混凝 土中既有技 术 作 用， 又有经济上的意 义。 在技术 上， 集料 的存在 使混 凝土 比单纯 的水 泥浆具 有更高 的体积 稳定性 和更 好的耐 久性 ， 在经济上它 比水泥便 宜 的多。 作为水 泥浆的廉价填充材料 ， 使这 种建筑材料成 本低廉。 ２ ． １ 粗 集料粒形 ． 品种对水泥用量的影响 集料 的粒形 主要通过 两个方面影 响水泥 用量 。 第一是 集料空 隙率 和表 面积来影 响。 第二是 通过和 易性 来影 响。 如果 集料 中， 特 别是 粗集 料 中针片状 颗粒含量很多， 空隙率势必增大 ， 表面积亦大 。 因此， 水泥用 量随 着针片状颗粒含量的增加而增加 。 通过 试验室数 据积累， 不同粒形
高性能混凝土HPC
• 集料粒径超过40mm后，由于集料比表 面积的减小和混凝土不均匀性的增大，致 使混凝土集料粒径越大，混凝土强度越低。
实践经验：配制C60～C80的混凝 土，集料最大粒径应在20mm左右为宜。
（2）集料颗粒形状
针、片状颗粒含量是评定粗集料质量的指 标。针、片状颗粒主要存在于碎石中。
针状颗粒：颗粒的长度大于该颗粒所属粒级平 均粒径2.4倍的颗粒。
A4.75) 式中A0.15表示粒径0.15mm颗粒累计筛余
百分率(%)；其他依次类推。
砂子的粗细按细度模数分为4级。
粗砂：细度模数为3.7～3.1，平均粒径为 0.5mm以上。
中砂：细度模数为3.0～2.3，平均粒径为 0.5 ～ 0.35mm。
细砂：细度模数为2.2～1.6，平均粒径为 0.35 ～ 0.25mm。
优点：试验周期短；
不会漏判而偏于安全。
已在许多国家得到采用，美国和欧共 体都定为首推的集料碱——硅酸反应活性检 验标准。
缺点：反应温度很高，加速条件过严，可能激 发在低温下不易反应的成分发生反应，存在 错判现象；
混凝土强度影响因素及提高措施
混凝土强度的影响因素及提高措施浅析摘要：混凝土是目前用途最广、用量最大的建筑材料，在建筑工程、公路工程、桥梁和隧道工程、水利及特种结构工程的建设领域中发挥重要作用。
混凝土结构物主要用来承受荷载或抵抗各种作用力，因此强度是混凝土最重要的力学性能。
本文就混凝土强度的影响因素及提高措施进行分析。
关键词：混凝土；强度；影响因素；提高措施1、混凝土强度的影响因素1.1混凝土原材料对其强度的影响1.1.1水泥水泥是混凝土中的活性成分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。
混凝土抗压强度与混凝土用水水泥的强度成正比，在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度越高。
水泥细度对混凝土强度的影响也很大。
随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率，但应避免细磨粉的含量。
1.1.2水灰比从混凝土强度表达式可知，灰水比与混凝土强度成正比，水灰比越小，混凝土强度越高；水灰比越大，混凝土强度越低，即充分密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管孔隙率由水灰比所确定。
水灰比和混凝土的振捣密实程度都对混凝土体积都有影响，当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。
在水泥标号相同的情况下，水灰比越小，与骨料粘结力越大，混凝土强度越高。
1.1.3粗骨料强度和弹性模量高的粗骨料可以制成质量好的混凝土，但过强、过硬的粗骨料不但没有必要，相反还可能当混凝土因温度或湿度等原因发生体积变化时，使水泥石受到较大的应力而开裂。
骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分往往影响混凝土过渡区的特性，从而影响混凝土的强度。
试验表明，增加骨料粒径对高强混凝土起反作用，低强度混凝土在一定水灰比时，骨料粒径似乎无大的影响。
粗集料的级配对混凝土强度影响很大，因而一定要控制和选择好粗集料级配。
1.1.4细骨料细骨料品种对混凝土强度的影响程度比粗骨料小，所以混凝土公式内没有反映砂种柔效，但砂的质量对混凝土质量也有一定的影响。
由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把试验配比与施工配比混为一谈。
混凝土中粗集料用量标准
混凝土中粗集料用量标准混凝土是一种由水泥、砂、粗集料和水混合而成的建筑材料。
其中，粗集料是指直径大于5毫米的石料、碎石等颗粒状物质。
粗集料的用量是影响混凝土强度和性能的关键因素之一。
因此，确定粗集料用量的标准非常重要。
一、粗集料用量的计算方法粗集料用量的计算方法通常有两种：按体积比例法和按重量比例法。
1. 按体积比例法按体积比例法是指根据混凝土的总体积来确定粗集料的用量。
具体的计算方法如下：粗集料用量 = 混凝土总体积 x 粗集料体积比例其中，混凝土总体积指混凝土中所有原料的总体积，包括水泥、砂、粗集料和水的体积。
粗集料体积比例指粗集料的体积占混凝土总体积的比例，通常为0.6-0.7。
例如，假设混凝土总体积为1立方米，粗集料体积比例为0.6，则粗集料用量为1 x 0.6 = 0.6立方米。
2. 按重量比例法按重量比例法是指根据混凝土中各原料的重量比例来确定粗集料的用量。
具体的计算方法如下：粗集料用量 = 混凝土总重量 x 粗集料重量比例其中，混凝土总重量指混凝土中所有原料的总重量，包括水泥、砂、粗集料和水的重量。
粗集料重量比例指粗集料的重量占混凝土总重量的比例，通常为0.6-0.7。
例如，假设混凝土总重量为2吨，粗集料重量比例为0.6，则粗集料用量为2 x 0.6 = 1.2吨。
二、影响粗集料用量的因素粗集料用量的确定不仅取决于混凝土的用途和强度等要求，还受到以下因素的影响：1. 粗集料的种类和质量不同种类和质量的粗集料具有不同的强度和稳定性，其用量也有所不同。
例如，强度较高的钢渣石可以减少砂和水泥的用量，从而减少混凝土的成本。
2. 混凝土的强度和性能要求混凝土的强度和性能要求不同，粗集料的用量也会有所不同。
例如，高强度混凝土需要较多的粗集料来提高抗压强度和抗拉强度。
3. 施工环境和条件施工环境和条件不同，粗集料的用量也会有所不同。
例如，在寒冷地区或高海拔地区施工时，需要增加粗集料的用量来保证混凝土的强度和稳定性。
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粗集料种类对不同强度等级混凝土力学性能的影响
摘要：本文研究了三种不同粗集料（砾石、石灰石和玄武岩碎
石）对不同强度等级的混凝土的力学性能的影响。研究表明：在低
强基体下，石灰石混凝土在抗压、抗折和劈裂抗拉强度都有较好的
表现；在高强基体下，玄武岩混凝土的综合表现最佳。
关键词：粗集料；力学性能；影响
abstract: influence of three kinds of coarse
aggregate(round siliceous gravel, crushed limestone and
basalt ) on the mechanical properties of concrete with
different strength levels was studied in this paper. the
results indicate that the crushed limestone concrete got a
better performance on the compressive, flexural and splitting
tensile strength when the strength level of concrete is low;
in high strength concrete, crushed basalt concrete achieved
the best comprehensive mechanical performance compared with
the other two kinds of concrete.
key words: coarse aggregate; mechanical properties;
influence
中图分类号：tu377 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）
0 前言
普通混凝土的强度主要取决于骨料强度、基体强度以及基体-骨
料界面过渡区的粘结强度和它们的相对体积含量。粗集料（骨料）
作为混凝土的大中心质，通常是混凝土材料中强度最高、耐久性最
好、体积稳定性最好和成本最低的结构单元[1]构成了混凝土的强
度骨架。在相同的用材和配比条件下，不同类型的粗集料由于不同
的颗粒形状、表面质地、矿物构成和强度差异会形成强度各异的混
凝土。当基体的质量和强度得到保证，粗集料的种类就成为混凝土
强度的最主要的影响因素[2]。
在普通混凝土配合比中，当水灰比大于0.4时，基体强度和界
面粘结就成为限制混凝土强度的限制因素，而没有考虑到粗集料此
时所起的作用。不管粗集料的强度如何，在这类混凝土中界面区微
裂缝的开裂和扩展都将会引发了混凝土的宏观破坏。在高强混凝土
中（大于40mpa，通常水灰比小于0.4），基体强度得到了改善，界
面区质量得到了提升，使得基体和界面不再是混凝土性能劣化的主
要因素，在这种情况下，就有可能更好的发挥粗集料的强度潜力。
因此选用质量优良、强度高、表面质地和矿物构成较好的粗集料，
就能改善混凝土的力学性能。
为了更加全面的认识粗集料种类对混凝土力学性能的影响，本
文探讨了三种不同粗集料（砾石、石灰石和玄武岩）对不同强度等
级混凝土（70mpa、50mpa和30mpa）的工作性、抗压强度、抗折强
度和劈裂拉伸强度的影响；同时考察了在c50等级混凝土中不同集
料对混凝土弹性性质的影响。
1 试验
1.1 原材料
1) 水泥：安徽海螺水泥有限公司生产的pc52.5普通硅酸盐水
泥。3d抗压和抗折分别为30mpa和5.4mpa, 28d抗压和抗折强度分
别为57mpa和8.2mpa。
2) 硅灰：某厂生产的硅灰，比表面积为16500 cm2/ g , sio2 质
量分数为98. 3 %。
3) 粗集料：所选为5-19mm三种不同矿物组成的粗集料，分别
是砾石（圆润）、破碎石灰石和玄武岩集料，各自的物理性能见表1
所示。
表1 粗集料的物理性能
4) 砂：黄砂，细度模数2.8，表观密度2612kg/m3。
5) 减水剂：某外加剂厂生产的spf 高效减水剂，掺量为胶凝材
料用量的3%。
1.2 配合比设计
表2 不同强度等级混凝土的配合比设计
2 试件制备与试验方法
制备试样规格150×150×150mm3用来测试混凝土的抗压强度，
100×100×500mm3用来测试抗折强度，φ150×300mm3的圆柱体用
来测试劈裂抗拉强度，150×150×300 mm3的试件用来测试弹性模
量。所有试件先进行7天水养，后在试验室常温空气养护下直至28
天测试强度。除特殊说明外，具体操作方法参照gb/t50081-2002
《普通混凝土土力学性能实验方法标准》进行。
3 结果与讨论
3.1 工作性
表3 混凝土的塌落度
表3为不同类型集料对混凝土工作性的影响。从表3看出，无
论在哪个等级混凝土中，采用砾石的混凝土的工作性明显优于石灰
石和玄武岩碎石混凝土。这是由于砾石表面质地较为圆润，集料之
间摩擦阻力小，再叠加浆体的润滑作用使得混凝土具有很好的流动
性；而破碎的石灰石和玄武岩碎石，表面棱角多，拌合过程中摩擦
阻力大，相对砾石有更大的比表面积，裹覆集料表面需要较多的浆
体，使得起润滑作用的富余浆体数量明显减少，导致了混凝土的工
作性变差。但是，不难看出，在高强混凝土中，掺用减水剂后混凝
土的工作性改善非常显著，这有利于提高混凝土振捣后的密实度。
3.2 抗压强度
图1 抗压强度对比图
图1为不同类型的集料对混凝土的抗压强度的影响。在高强混
凝土（>50mpa）中，玄武岩和石灰石混凝土较砾石混凝土具有更高
的强度。砾石混凝土强度较石灰石和玄武岩混凝土强度低9-22%。
这是由于砾石的岩石强度较低，加上圆润的表面质地使得其与基体
的粘结强度较弱[3]，微观层次的劣化决定了混凝土的宏观性能。
在c30等级混凝土中，石灰石混凝土具有最高的强度，其次是玄武
岩和砾石混凝土，且后两者强度差别不大。石灰石混凝土具有的高
强可能是因为石灰石-基体的界面过渡区发生了一些化学反应，使
得界面粘结强度得到了改善。
从上看出，在制备低强混凝土时，应尽量选用石灰石类集料；
而在高强混凝土中，由于基体强度得到了改善，集料就成为影响混
凝土强度的非常重要的因素[2]，所以应尽量选用质量良好、强度
高、经过破碎的碎石作为集料，这样才能充分发挥集料的强度骨架
和嵌锁作用，从而提高混凝土的强度。试验中也观察到在高强混凝
土破碎时伴随着部分集料的破碎，这在普通混凝土中是很少见的。
3.3 抗折强度
图2 抗折强度对比图
图2为不同类型的集料对混凝土抗折强度的影响。不难看出，
低强等级混凝土中，石灰石混凝土较其他两种混凝土具有最高的抗
折强度，达到5.2mpa。这也是由于石灰石-基体界面区的化学反应
增加了粘结强度，使得界面区裂纹数量减少，裂纹引发和扩展需要
较大的应力才会发生。在高强混凝土中，玄武岩混凝土较石灰石和
砾石混凝土的强度更高。这是由于高强混凝土中基体强度提高，强
度高的玄武岩集料的强度骨架作用得到充分发挥，即此时基体和集
料二者之间达到了匹配和协调[4]，最终改善了混凝土的性能。