[摘 要] 介绍普通砼用骨料的质量判定方法的同时,通过分析粗骨料的质量评定方法、试验条件,结合配制砼的经验,阐述了配制高强度砼必须先从选择原材料下手,粗骨料的选择必须有定量的限制条件,提出了配制高强砼选择骨料的方法及经验数据。
[关键词] 高强砼;压碎值;抗压强度
[中图分类号] TV331 [文献标识码] C [文章编号] 1006 - 7175(2005) 02 - 0124 - 02
粗骨料的用量大约占普通砼体积的75 %左右,在技术上它能保证砼的体积稳定性和耐久性,在经济上它能降低砼的造价。粗骨料强度对配制普通砼来说一般没有什么问题,如能保证粗骨料强度大于等于砼等级的1. 5～2 倍,都能保证砼的受压破坏从骨料与水泥砂浆界面开始而不是从骨料本身开始。
但随着高强砼的发展,对骨料提出了更严格的要求。如何选择优良骨料对高强砼来说显得越来越重要。从以往高强(强度等级大于C80) 的砼破坏情况来看,在很多破坏的砼中发现了粗骨料断裂新界面,说明砼的破坏有的是从粗骨料本身开始的。所以为了保证配制高强度砼(尤其是强度等级大于C80) 的质量,就应该正确选择及评价粗骨料强度及质量。
1 现行标准评定粗骨料强度的方法
对于碎石或卵石的质量标准,现在只有关于普通砼用碎石或卵石的标准文献[1 ] 。在文献[1 ]中指出石子的评定方法有2 种,即岩石的抗压强度和碎石压碎值,岩石的抗压强度要求大于砼强度等级的1. 5 倍。碎石的压碎值随岩石种类的不同和砼强度等级的不同而有不同的要求,见表1。这两种方法在说明强度的意义上,由于试验条件不同,是有区别的。见表2。
从试验条件看岩石的抗压强度试样取之于母岩,并保留了母岩的特性,因此是岩石的一种力学性能。压碎试验的试样是母岩经破型所得,只保留了部分母岩的特性,所以说压碎指标只能间接推测岩石的相应强度。但从两种试验中试样的受力情况看,压碎试验更能接近反映碎石在砼受压时实际受力情况。因为砼受压时的碎石不仅受压,而且还受折,受剪;从碎石形状看,压碎试验也更能代表砼用石子的实际受力情况,并且从侧面能反映骨料加工工艺对骨料边界及粒形的影响;但从压碎过程看,骨料不是同时被压碎的,这样相当一部分骨料被压实,充填在其它未碎骨料周围,使骨料紧密,对未碎骨料起到保护及缓冲作用,从而影响继续加荷石子的压碎量。另外压碎试验是在剔除针片状含量情况下测定的。这也和砼用骨料实际情况不符。尤其对高强砼来说总是在骨料最薄弱环节破坏的。
从以上分析看出,二种方法在表现强度的意义上各有利弊。虽然在定性上结论是一致的,但在定量上二种方法表现是不同的,是不能互相代替的。
2 高强砼用粗骨料的评估方法
从配制砼的经验来说,好质量的砼主要取决于3 方面因素: ①优质的原材料; ②科学合理的配合比; ③完好的成型养护工艺,这里最基本的也是最关键的条件是保证优质的原材料。因此,配制高强度砼必须先从选择原材料下手,粗骨料的选择必须有定量的限制条件。由于高强砼技术正处在发展阶段中,很多数据积累的还不够。虽然在《高强砼设计与施工指南》中提出了用于高强砼中的粗骨料针片状含量不许大于5 % ,母岩强度应高于砼配制强度的20 %。但笔者认为岩石的抗压强度只能做为评定母岩的一种方法,做为选择配制高强砼用石子的标准,还不周全和直观。从几种常用做砼中骨料的岩石强度看,见表3。除花岗岩、石英岩、石灰岩个别容重的强度不宜配制使骨料紧密,对未碎骨料起到保护及缓冲作用,从而影响继续加荷石子的压碎量。另外压碎试验是在剔除针片状含量情况下测定的。这也和砼用骨料实际情况不符。尤其对高强砼来说总是在骨料最薄弱环节破坏的。
从以上分析看出,二种方法在表现强度的意义上各有利弊。虽然在定性上结论是一致的,但在定量上二种方法表现是不同的,是不能互相代替的。
2 高强砼用粗骨料的评估方法
从配制砼的经验来说,好质量的砼主要取决于3 方面因素: ①优质的原材料; ②科学合理的配合比; ③完好的成型养护工艺,这里最基本的也是最关键的条件是保证优质的原材料。因此,配制高强度砼必须先从选择原材料下手,粗骨料的选择必须有定量的限制条件。由于高强砼技术正处在发展阶段中,很多数据积累的还不够。虽然在《高强砼设计与施工指南》中提出了用于高强砼中的粗骨料针片状含量不许大于5 % ,母岩强度应高于砼配制强度的20 %。但笔者认为岩石的抗压强度只能做为评定母岩的一种方法,做为选择配制高强砼用石子的标准,还不周全和直观。从几种常用做砼中骨料的岩石强度看,见表3。除花岗岩、石英岩、石灰岩个别容重的强度不宜配制高强度砼外,其它岩石从强度上看均能满足高强砼的配制要求。
但是岩石的抗压强度,只能说明母岩的质量好,砼不是直接用母岩,而是用经母岩破型后得到的碎石,经破型后的碎石只能保留母岩的一些特性而非全部。因此经破型后碎石质量的好坏和破型方式,母岩强度的高低及母岩的节理等情况都有关系。为此我们对26 批次的花岗岩碎石做了压碎指标试验(岩石的压碎值见表4) 及用相应碎石配成C80 砼,砼经破型试验,以观察砼破坏情况。砼破坏情况以3 种情况分类: ①破坏始于碎石; ②破坏始于砂浆; ③破坏始于碎石和砂浆界面。
检查砼破坏后从碎石处折断的占18 % ,其中碎石压碎值为8 %～10 %的砼从碎石处折断的占砼从碎石处折断的80 %。碎石压碎值为4 %～5 %的砼没有一个从碎石处折断的。因此认为配制C80 以上的砼,用碎石压碎指标应控制在4 %～5 % ,而压碎值在8 %～10 %的碎石不易配制C80 以上的砼。从26 批压碎值分析看压碎值是4 %～5 %的占试验总数的7. 7 % ,压碎值是5 %～6 %的占19. 2 % ,压碎值6 %～7 %占30. 7 % ,压碎值大于7 %的占42. 3 %。压碎值4 %～5 %的占试验总数没超过10 % ,因此配制高强度砼尤其强度等级在C80 以上的选择骨料是很关键的,也是非常重要的一个步骤。在高强砼应用越来越广泛的今天,应该加强骨料生产技术的提高,扩大骨料选择的比例,以保证高强度的发展。
3 结束语
配制高强砼尤其是强度等级在C80 以上的砼,粗骨料的选择不仅要考虑母岩的强度,碎石的针片状含量,而且还要考虑碎石的压碎值。使碎石的压碎值在4 %～5 % ,从而为配制满足设计要求的高强砼提供优质合格的原材料。
[参考文献]
[1 ] JGJ53 —92 ,普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法[ S]1
