粗骨料级配对自密实性能的影响

文/ 冯建学 天津南华建筑设计院 天津 300000

粗骨料对自密实混凝土的流动性、稳定性和耐久性等性质均有明显影响，因此，自密实混凝土对粗骨料的粒型、最大粒径、级配等的要求更为严格。根据JGJT 283-2012 自密实混凝土应用技术规程，配制自密实混凝土，粗骨料宜采用两个单粒级配或连续级配，最大公称粒径不超过25mm，针片状颗粒含量不超过8%，含泥量不超过1%，泥块含量不超过0.5%。若粗骨料级配不好，则容易离析、泌水，降低自密实性，影响强度。针片状颗粒容易成为硬化混凝土内的薄弱处，形成断裂层，降低强度和耐久性，而且若含量过高，其特殊的粒型容易阻碍拌合物的流动，降低自密实性能。

粗骨料粒径增大，将引发两种不同的效果：

①粗骨料整体的比表面积降低，客观上起到了增大水泥浆含量的作用，在用水量不变的条件下，可以提高混凝土的拌合物的流动性，使混凝土具有较大的坍落度哦；

②颗粒内部出现缺陷的几率随之增加，石子间的接触也在增加，从而增大了流动阻力，同时，砂浆对石子沉降的限制作用有限，粗骨料在拌合物中沉降速度加快，容易造成离析和泌水，从而降低自密实性和力学性能。

本实验将小石子（5～10mm碎石）和大石子（10～20mm碎石）按一定比例混合使用。通过调节小石子：粗骨料的质量比，探索研究粗骨料粒径对自密实混凝土自密实性的影响，并确定一个最为合理的比例，这个比例就是①、②两种相反作用效果所达到的平衡点。

表1　粗骨料粒径对自密实性的影响

图1　粗骨料粒径对自密实性的影响

所有相关的实验组配合比及部分自密实性详见与表1。由图1可知，C04组小石子：粗骨料（质量比）的比值为0.2，即小石子含量很少，大石子含量很高，此时拌合物有明显离析、泌水，从而导致自密实性降低，在机械振捣下才能入模成型。随着该比值的增加，坍落度与扩展度均有明显增加，T500时间明显下降，即自密实性显著提高。直至比值为1时，效果最佳，亦即在全部过程中，上述第②种效果始终处于支配地位，其作用强于第①种效果。根据这一结论，后续实验如无特别声明，均全部使用小石子（5～10mm碎石）。

在图1中，尽管坍落度、扩展度曲线的上升趋势明显，但总体上来说，该系列实验的自密实效果均不理想。其中C03、C04组甚至因流动度太小，无法扩展成直径500mm的圆盘，测不出T500的值，如图2～3所示。

图2　C04组L型仪

图3　C04组坍落扩展度实验