摘要：在粗集料掺量相同的前提下，变动混凝土的粗集料级配和水胶比，以考察粗集料级配对}昆凝土强度发展历程的影响。试验结果表明：从提高混凝土强度的角度，随着混凝土水胶比的降低，其胶凝材料用量增大，同时，宜采用最大粒径较小的粗集料，反之亦然。
关键词：混凝土；粗集料；级配；水胶比；最大粒径
0 引言
粗集料作为混凝土配合比的组成要素之一，对混凝土的用水量[l]、收缩和徐变能力[2]、强度[3]和过渡区品质¨堵|5有重要影响。一般而言，随着混凝土水胶比的减小，其强度升高，所用粗集料粒径宜减小。但以往的研究并没有给出混凝土水胶比与适宜的粗集料级配之间的明确关系，因此，本试验通过在混凝土的配合比中变动水胶比和粗集料级配，系统地研究了粗集料级配对混凝土抗压强度发展历程的影响。这对于混凝土的配合比设计具有指导意义。
1 混凝土所用原材料和配合比
试验所用胶凝材料包括拉发基P·O 42．5级水泥，元宝山I级粉煤灰和Elkem凝聚硅灰，它们的化学组成如表l所示。砂石采用二区中砂和4种连续级配的石灰石质碎石，它们的级配曲线如图1和图2所示。在混凝土成型时，使用聚羧酸系减水剂调节混凝土的坍落度为20～70 mm。混凝土配合比如表2所示。混凝土试样为边长150mm的立方体，养护条件为T=20℃，RH≥95％。
2 试验结果与讨论
在不同的水胶比条件下，粗集料级配对混凝土抗压强度发展历程的影响如图3至图5所示。可见，其总体趋势是随着养护龄期的延长，混凝土的抗压强度增大。但在相同的水胶比和粗集料掺量下，使用不同级配的粗集料所配制混凝土的抗压强度并不相同；同时，粗集料的级配对混凝土抗压强度的影响随混凝土水胶比的不同而变化，随着混凝土水胶比的减小，使用较小的粗集料粒径可获得较高的强度，对水胶比为0．38的混凝土，宜采用最大粒径为40 mm的粗集料；对水胶比为0．31的混凝土，宜采用最大粒径为20 mm的粗集料；对水胶比为0．24的混凝土，宜采用最大粒径为l0 mm的粗集料。以往的研究也给出了类似的结论。
图6为不同级配的粗集料在每立方混凝土中的表面积，该表面积是假定粗集料为理想的圆形颗粒，并对每一级筛余进行分步求解并累计所得【7】。可见在保持粗集料用量不变的条件下，随着粗集料最大粒径的减小，其在单方混凝土中的表面积增大。
粗集料级配对混凝土抗压强度的影响可从其对界面过渡区品质的影响来考虑，在粗集料具有相同的矿物成分的前提下，过渡区的品质取决于集料周围尤其是底部的泌水趋势和包裹集料的胶凝材料用量。在图3中，由于混凝土的水胶比较大，胶凝材料用量较少，对所用粗集料粒径较小的混凝土而言，由于其内部较大的粗集料表面积，使得粗集料的可见胶凝材料用量较小，因而，削弱了界面过渡区的品质并降低了混凝土的强度。在图5中，混凝土的水胶比较小，胶凝材料用量较大，粗集料的可见胶凝材料的量不再成为制约界面过渡区品质的因素，但此时由于较大粒径粗集料的周围尤其是底部泌水趋势增强，因而削弱了界面过渡区的品质并降低了混凝土的强度。
3 结论
混凝土的抗压强度不仅取决于其水胶比，还取决于其粗集料的级配。对高水胶比的混凝土而言，宜采用较大粒径的粗集料，以减小粗集料的总表面积；而对低水胶比的}昆凝土而言，宜采用较小粒径的粗集料，以减小粗集料周围尤其是底部的泌水趋势，从而提高过渡区的品质j并提高混凝土的强度。
在本试验研究的水胶比范围内，对水胶比为O．38的混凝土，宜采用最大粒径为40 min的粗集料；对水胶比为0．31的混凝土，宜采用最大粒径为20 mlTl的粗集料；对水胶比为0．24的混凝土，宜采用最大粒径为lo mm的粗集料，以使得混凝土获得较高的强度。
