随着优质天然砂石资源的短缺与限采限挖,机制砂石正在成为主要砂石源。现代混凝土以大流态为主体,对混凝土的和易性要求越来越高,客观上对砂石骨料质量的要求也越来越高。而目前我国砂石质量整体上较差,主要体现在粒形差,级配不良,导致混凝土胶凝材料用量大,用水量大。且由于生产所使用的砂石品质波动较大,混凝土在施工过程中堵管、离析、泌水等问题频频发生。骨料的质量已经成为现代混凝土技术发展的瓶颈,严重影响了工程质量。提高砂石质量,是提升混凝土产业和技术的必由途径。高性能混凝土的定义中明确规定要求采用优质常规原材料,提出和建立高品质骨料的技术体系和要求势在必行。本课题在分析现行标准中对骨料质量要求存在问题的基础上,针对骨料粒形、级配、强度和表面织构等主要技术要求进行了系统研究,为中国砂石协会标准《高性能混凝土用骨料》的编制提供技术支持和参考。骨料粒形方面,由于现行标准对粗骨料针片状定义过于宽松,生产的粗骨料粒形差,不规则形状的颗粒较多;机制砂在生产中由于没有颗粒形状的概念和要求,导致机制砂颗粒形状普遍较差。本课题通过试验研究,定义了粗骨料不规则颗粒和机制砂片状颗粒,发明了条形孔筛检测方法,根据骨料粒形对胶砂和混凝土影响的试验数据与分析,提出了高品质骨料对于粗骨料不规则颗粒和机制砂片状颗粒指标的控制值。骨料级配方面,对比分析了各国细骨料相关标准,研究了不同级配机制砂对于胶砂和混凝土性能的影响,认为通过累计筛余形成的级配区控制细骨料级配容易出现断级配情况,试验证实了同属二区的细骨料配制的混凝土性能差异很大。建议采用分计筛余百分率作为建筑用砂级配的控制指标,提出了各粒径分计筛余百分率的控制范围。通过研究玄武岩和石灰岩碎石配制的不同强度等级混凝土,发现玄武岩比石灰岩碎石配制的混凝土强度高。通过试验分析发现,对于低强度等级混凝土,影响混凝土强度的主要因素是骨料表面织构,而不是骨料强度和吸水率。而对于高强度等级混凝土,骨料强度和表面织构共同影响混凝土强度。本课题的研究在高品质骨料粒形、级配等方面取得了创新性成果,提出了新的概念、新的观点和检测方法;研究和分析了粗骨料表面织构和强度对混凝土强度的影响机理。为高品质骨料技术体系的建立和标准化建设奠定了必要的基础。