說說混凝土骨料級(jí)配的判定方法

顆粒級(jí)配是骨料的重要性能指標(biāo)，良好級(jí)配的骨料具有各個(gè)粒級(jí)含量合理，既不過不多也不過少，具有較低的空隙率，在混凝土工作性相同的情況下可以降低用水量和膠凝材料用量。傳統(tǒng)思想認(rèn)為骨料僅僅起到惰性填充作用，對(duì)其改善混凝土性能及經(jīng)濟(jì)性的能力認(rèn)識(shí)不足。隨著機(jī)制砂等細(xì)骨料代替河砂使用，混凝土的骨料種類變得復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的先擬定各骨料的摻配比例，再通過試驗(yàn)調(diào)整的方法來進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。采用骨料雙因子理論結(jié)合ACI

篩分建議，不僅可以優(yōu)化骨料級(jí)配，還可以根據(jù)級(jí)配情況預(yù)判混凝土拌合物工作性，為混凝土工作提供方便。（1）

ACI302.1R對(duì)骨料的篩余建議

ACI302.1R對(duì)混凝土各級(jí)骨料的篩余提供了相應(yīng)的建議：最大孔徑的篩子上的篩余和0.15mm篩子上篩余的推薦范圍分別為0%～4%和1.5%～5%；0.6mm和0.3mm篩子上的建議篩余為8%～15%；對(duì)于最大粒徑大于25mm的骨料，余下各級(jí)篩子的篩余量應(yīng)在的8%～18%范圍內(nèi)，對(duì)于最大粒不大于25mm的骨料，如25mm或20mm，余下各級(jí)篩子的篩余量應(yīng)控制在的8%～22%范圍內(nèi)。一般情況下，可以允許1～2個(gè)不相鄰的篩子上的篩余量超出此范圍，但是兩個(gè)相鄰篩子的篩余量之和不應(yīng)低于5%且三個(gè)相鄰篩子的篩余量之和不應(yīng)低于8%。（2）粗糙度因子——工作性因子理論粗糙度因子——工作性因子理論是由美國的教授利用粗糙度因子（CF）和工作性因子（WF）兩個(gè)參數(shù)來反映骨料級(jí)配與混凝土工作性之間的關(guān)系，利用兩者的關(guān)系來控制和優(yōu)化混凝土骨料的級(jí)配。在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出了CF-WF圖（如圖1），并將CF-WF圖分為五個(gè)區(qū)域，不同的區(qū)域代表了不同級(jí)配特點(diǎn)的骨料。區(qū)域1內(nèi)混凝土骨料顆粒粗顆粒較多，為間斷級(jí)配，拌合物易離析；區(qū)域2對(duì)應(yīng)的骨料級(jí)配優(yōu)良，對(duì)要求骨料最大粒徑為20mm～40mm的混凝土來說，具有較好的工作性和經(jīng)濟(jì)性；區(qū)域3對(duì)應(yīng)的骨料適用于骨料最大粒徑不大于20mm的混凝土；區(qū)域4對(duì)應(yīng)的骨料，細(xì)顆粒較多，易導(dǎo)致混凝土拌合物過粘，不僅影響可泵性和工作性，對(duì)混凝土的長期性能也不利，易產(chǎn)生收縮、開裂等問題；區(qū)域5對(duì)應(yīng)的骨料細(xì)顆粒過少，混凝土拌合物表現(xiàn)為干澀、松散，粗骨料包裹性差，會(huì)造成混凝土工作性下降。把骨料顆粒按照粒徑大小分為了三部分：Q、I和W。Q為骨料中粒徑大于9.5mm的顆粒，主要起骨架作用和填充作用，能夠降低混凝土收縮和裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。I

為骨料中粒徑大于2.36mm并且小于9.5mm的顆粒，作為中間顆粒，是混凝土體系中空隙的主要填充材料，它的存在有利于混凝土流動(dòng)性。W為骨料中粒徑小于2.36mm

的顆粒，作為細(xì)顆粒能夠起到潤滑作用，對(duì)提高混凝土的工作性有利。WF和CF計(jì)算公式如下：式中，CF為粗糙度因子；WF為工作性因子；Q為骨料中粒徑大于

9.5mm的顆粒質(zhì)量百分比；I骨料中粒徑小于9.5mm并且大于2.36mm的顆粒質(zhì)量百分比；W為骨料中粒徑小于2.36mm顆粒質(zhì)量百分比；B為膠材質(zhì)量，kg。利用上述公式可以計(jì)算（CF，WF），根據(jù)（CF，WF）的落點(diǎn)可以對(duì)混凝土骨料級(jí)配進(jìn)行直觀、全面的分析，評(píng)定骨料級(jí)配是否合理，需要對(duì)混凝土骨料的組成進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。CF的取值范圍為0～100之間，若為100時(shí)，骨料的級(jí)配中缺乏2.36～9.5mm之間的顆粒，可視為間斷級(jí)配，整體上表現(xiàn)為偏粗。若為0時(shí)，骨料中沒有大于9.5mm以上的顆粒，整體上表現(xiàn)為偏細(xì)。當(dāng)CF變小時(shí)，骨料中細(xì)顆粒含量過多，骨料中總比表面積大大增加，在不增加水泥漿量的情況下，水泥漿相對(duì)的變少了，從而影響了混凝土的工作性。在CF增大時(shí)，骨料中大顆粒含量增加，而中間顆粒含量減少，骨料的比表面積減少，水泥漿體與粗骨料的界面厚度增加，有利于混凝土拌合物工作性的提高。在CF取值適當(dāng)，沒有使骨料形成間斷級(jí)配，引起混凝土離析的情況下，混凝土工作性能受WF影響較大。WF不僅與骨料級(jí)配有關(guān)，還受膠材用量的影響，當(dāng)膠材用量較小時(shí)，漿體粘度較低，需要適當(dāng)提高砂率以避免離析、泌水現(xiàn)象的發(fā)生。在相同膠材用量下，通過調(diào)整骨料級(jí)配，適當(dāng)降低CF、增加WF能夠改善混凝土的工作性