摘要：在粗集料摻量相同的前提下，變動混凝土的粗集料級配和水膠比，以考察粗集料級配對}昆凝土強度發展歷程的影響。試驗結果表明：從提高混凝土強度的角度，隨著混凝土水膠比的降低，其膠凝材料用量增大，同時，宜采用最大粒徑較小的粗集料，反之亦然。
關鍵詞：混凝土；粗集料；級配；水膠比；最大粒徑
0 引言
粗集料作為混凝土配合比的組成要素之一，對混凝土的用水量[l]、收縮和徐變能力[2]、強度[3]和過渡區品質¨堵|5有重要影響。一般而言，隨著混凝土水膠比的減小，其強度升高，所用粗集料粒徑宜減小。但以往的研究并沒有給出混凝土水膠比與適宜的粗集料級配之間的明確關系，因此，本試驗通過在混凝土的配合比中變動水膠比和粗集料級配，系統地研究了粗集料級配對混凝土抗壓強度發展歷程的影響。這對于混凝土的配合比設計具有指導意義。
1 混凝土所用原材料和配合比
試驗所用膠凝材料包括拉發基P·O 42．5級水泥，元寶山I級粉煤灰和Elkem凝聚硅灰，它們的化學組成如表l所示。砂石采用二區中砂和4種連續級配的石灰石質碎石，它們的級配曲線如圖1和圖2所示。在混凝土成型時，使用聚羧酸系減水劑調節混凝土的坍落度為20～70 mm。混凝土配合比如表2所示。混凝土試樣為邊長150mm的立方體，養護條件為T=20℃，RH≥95％。
2 試驗結果與討論
在不同的水膠比條件下，粗集料級配對混凝土抗壓強度發展歷程的影響如圖3至圖5所示。可見，其總體趨勢是隨著養護齡期的延長，混凝土的抗壓強度增大。但在相同的水膠比和粗集料摻量下，使用不同級配的粗集料所配制混凝土的抗壓強度并不相同；同時，粗集料的級配對混凝土抗壓強度的影響隨混凝土水膠比的不同而變化，隨著混凝土水膠比的減小，使用較小的粗集料粒徑可獲得較高的強度，對水膠比為0．38的混凝土，宜采用最大粒徑為40 mm的粗集料；對水膠比為0．31的混凝土，宜采用最大粒徑為20 mm的粗集料；對水膠比為0．24的混凝土，宜采用最大粒徑為l0 mm的粗集料。以往的研究也給出了類似的結論。
圖6為不同級配的粗集料在每立方混凝土中的表面積，該表面積是假定粗集料為理想的圓形顆粒，并對每一級篩余進行分步求解并累計所得【7】。可見在保持粗集料用量不變的條件下，隨著粗集料最大粒徑的減小，其在單方混凝土中的表面積增大。
粗集料級配對混凝土抗壓強度的影響可從其對界面過渡區品質的影響來考慮，在粗集料具有相同的礦物成分的前提下，過渡區的品質取決于集料周圍尤其是底部的泌水趨勢和包裹集料的膠凝材料用量。在圖3中，由于混凝土的水膠比較大，膠凝材料用量較少，對所用粗集料粒徑較小的混凝土而言，由于其內部較大的粗集料表面積，使得粗集料的可見膠凝材料用量較小，因而，削弱了界面過渡區的品質并降低了混凝土的強度。在圖5中，混凝土的水膠比較小，膠凝材料用量較大，粗集料的可見膠凝材料的量不再成為制約界面過渡區品質的因素，但此時由于較大粒徑粗集料的周圍尤其是底部泌水趨勢增強，因而削弱了界面過渡區的品質并降低了混凝土的強度。
3 結論
混凝土的抗壓強度不僅取決于其水膠比，還取決于其粗集料的級配。對高水膠比的混凝土而言，宜采用較大粒徑的粗集料，以減小粗集料的總表面積；而對低水膠比的}昆凝土而言，宜采用較小粒徑的粗集料，以減小粗集料周圍尤其是底部的泌水趨勢，從而提高過渡區的品質j并提高混凝土的強度。
在本試驗研究的水膠比范圍內，對水膠比為O．38的混凝土，宜采用最大粒徑為40 min的粗集料；對水膠比為0．31的混凝土，宜采用最大粒徑為20 mlTl的粗集料；對水膠比為0．24的混凝土，宜采用最大粒徑為lo mm的粗集料，以使得混凝土獲得較高的強度。
