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【摘要】随着近年来我国建筑行业的迅猛发展，大量新材料、新技术被不断引入到建筑施工中，混凝土作为现代建筑施工中最常使用的施工材料，其本身性能对建筑物的整体质量有着极大的影响，而混凝土中粗集料的强度、弹性模量、最大粒径、颗粒级配、形状与表面状态及有害杂质对混凝土的各项使用性能影响巨大，本文作者结合自身多年的实践经验，详细介绍了在现代建筑施工中对粗集料各项指标的把握，希望以此切实提高混凝土的施工质量，为相关施工单位提供相关指导方向。
【关键词】建筑施工；混凝土粗集料；各项指标；施工质量
混凝土在现代建筑施工中的作用举足轻重，可以说其是整个建筑施工质量的重要保证，特别是在高性能混凝土施工中，相关科研单位主要是将研究方向放在对水泥、掺合料以及外加剂的研究上，而涉及到粗骨料的研究相对较少，再加上相对于国外发达国家而言，我国对高性能混凝土的研究也相对较为薄弱，因此在实际的生产施工中仍存在着这样那样的问题，如混凝土整体强度不高、容易产生裂缝等缺陷，这其中就涉及到了对粗集料把握存在缺陷的问题。本文就粗集料的物理性质对高性能混凝土的影响分述如下，希望引起相关施工单位的重视。
1、对粗集料强度与弹性模量的把握
在混凝土材料中，粗集料占到60%以上的比例，是混凝土组织结构中的大骨架可以说集料的质量对混凝土性能的影响至关重要，在目前的混凝土施工中，通常使用碎石或卵石作为粗集料来使用，而优质的碎石以及卵石的强度能够达到普通混凝土的3倍以上，雖然粗集料对于普通混凝土的强度影响不是十分明显，但对高性能混凝土而言，粗集料影响巨大[1]。这主要是由于高性能混凝土的水胶比较小，所要求的强度较高，这也相对提升了所使用粗集料的强度。在试验中可以明显看到，在进行高性能混凝土的抗压试验时，粗集料会发生破碎，因此，在高性能混凝土工程中都需要涉及到压碎指标，而有的施工规范中则要求C60及以上混凝土在使用粗集料时需要做岩石抗压强度试验，而粗集料的压碎指标更为接近集料在混凝土中的受力情况，可以更为明显的鉴别粗集料中的软弱颗粒，通常情况下，应将高性能混凝土粗集料的压碎指标控制在10%以下。
弹性模量也是混凝土粗集料的主要指标之一，目前已知的影响高性能混凝土强度的主要指标包括粗集料弹性模量、颗粒形状、表面特征等因素。一般意义上讲，若果集料具有越高的弹性模量，则所制成的混凝土也将具有更高的弹性模量以及强度，而在集料弹性模量的测定上较为复杂，且得到的结果也不是十分准确[2]，在实际的操作中，通常采用测量集料表观密度的方式来衡量集料弹性模量的强弱。除此以外集料的弹性模量还影响着混凝土的徐变，这主要是因为集料还对水泥石具有一定的约束作用，越大的弹性模量表明水泥石的徐变越小，其对于抑制预应力混凝土因徐变而引起的预应力损失有着重要的作用。
2、对粗集料最大粒径以及颗粒级配的分析
除粗集料强度外，粗集料的最大粒径同样对高性能混凝土的使用性能有着巨大的影响，在普通混凝土的施工中，通常采取根据构件的裁面尺寸和钢筋间距的方式来确定粗集料的最大尺寸，而在高性能混凝土的施工中，还需要考虑混凝土的强度等级和集料界面的粘结强度。关于集料尺寸对混凝土强度的影响，可以从以下三个方面加以考虑，首先，由于在混凝土粗集料颗粒内部存在缺陷，如果粗集料具有较大的粒径，则存在缺陷的机率也会相应增大，其次，应从集料界面粘结强度加以考虑，越大的集料尺寸表明其界面粘结强度越低，最后，大尺寸的粗集料在混凝土半何物中的运动速度也会越慢。在实验中我们发现，小粒径的集料会相应的降低混凝土的强度，如粒径尺寸在5-10mm之间的碎石。结合国家石子级配分级标准，我们发现，将粗集料的最大粒径控制在31.5mm以下能获得更高的混凝土强度，而对于5-10mm之间的小尺寸碎石，需要进行严格的控制。这是因为粒径过小会导致石子的比表面积增加，这就增加了集料之间的孔隙率，进而增大了水泥的用量。越小粒径的粗集料粒径会导致粘附在石子表面上吸附更多的粉尘，如果没有进行测底清洗，会使集料界面之间的粘结力大为减弱。
在实际生产中使用合理的颗粒级配能够获得更好的流动性，同时产物的泌水更少，在水泥硬化以后混凝土结构更为密实。在对粗集料的选择上，由于国内市场销售的粗集料级配不良.空隙率大，在工程中除按规定进行石子筛分试验外.还要测定石子的表观密度和堆积密度，在高性能混凝土的配制中应尽量使用连续级配的粗集料，若果确实不能够连续级配，可以将两种单粒级配混合成连续级配的方式进行处理。
3、粗集料颖拉形状与表面状态对高性能混凝图的影响
在粗集料的颗粒形状上，应选择圆球或立方体形形状，如果粗集料中的针、片状颗粒较多，会导致加料孔隙率的增加，这对混凝土拌合物的和易性有着不利的影响，还会导致集料界面间的粘结能力下降，除此以外，在实际拌合以及运输过程中，针、片状颗粒很容易发生受力时折断的现象，最好将针、片状颗粒含量控制在5%以内。
集料的表面状态主要是指粗糙程度和孔隙的特征，其对于集料同水泥石的粘结的能力有着很大程度的影响，表面粗糙且多棱角的碎石具有更强的与水泥砂浆粘结的能力[3]，此外，短时期内加工而成的碎石具有更高的表面活性，仍存在着破碎时形成的表面断键产生的剩余键力，同时还具备着表面氧离子的离子化倾向，这样就会使得水泥水化反应多在此处发生。因此，在高性能混凝土的生产中，应当尽量选用表面粗糙多棱角的碎石。
4、含杂质与有害物质的粗集料对混凝土性能的影响
通常情况下，粗集料中经常存在粉尘、粘土、泥块及有害物质， 粉尘、粘土常包裹在石子的表面，这就降低了集料与水泥砂浆结合的能力，同时，在粉尘、粘土含量过多的情况下，混凝土的干缩以及徐变会更为严重，影响着混凝土的抗渗性能等耐久性指标。而硫酸盐与硫化物等有害物质会对水泥石产生一定的服饰，严重时会破坏混凝土的结构，而氯盐对混凝土中的钢筋有着严重的腐蚀作用，这也是在钢筋混凝土的生产施工中需要特别注意的地方。
综上所述，在进行高性能混凝土的生产中，引尽量将粗集料的压碎指标控制在10%以下，而碎石的最大粒径不应超过31.5mm，碎石级配后的空隙率小于44%，将针、片状顺粒含量控制在5%以下，同时还应对杂质与有害物质含量进行严格把握。
参考文献
[1]郭玉起.甄广常.杜秀芝.建筑材料[M]中国水利水电出版社，2003.
[2]A.M.内维尔.混凝土的性能，李国淬译[M]中国建筑工业出版社，2006.
[3]杨德福.高强混凝土的配合比及其脆性和耐久性研究[J]混凝土，1999.2.
【关键词】建筑施工；混凝土粗集料；各项指标；施工质量
混凝土在现代建筑施工中的作用举足轻重，可以说其是整个建筑施工质量的重要保证，特别是在高性能混凝土施工中，相关科研单位主要是将研究方向放在对水泥、掺合料以及外加剂的研究上，而涉及到粗骨料的研究相对较少，再加上相对于国外发达国家而言，我国对高性能混凝土的研究也相对较为薄弱，因此在实际的生产施工中仍存在着这样那样的问题，如混凝土整体强度不高、容易产生裂缝等缺陷，这其中就涉及到了对粗集料把握存在缺陷的问题。本文就粗集料的物理性质对高性能混凝土的影响分述如下，希望引起相关施工单位的重视。
1、对粗集料强度与弹性模量的把握
在混凝土材料中，粗集料占到60%以上的比例，是混凝土组织结构中的大骨架可以说集料的质量对混凝土性能的影响至关重要，在目前的混凝土施工中，通常使用碎石或卵石作为粗集料来使用，而优质的碎石以及卵石的强度能够达到普通混凝土的3倍以上，雖然粗集料对于普通混凝土的强度影响不是十分明显，但对高性能混凝土而言，粗集料影响巨大[1]。这主要是由于高性能混凝土的水胶比较小，所要求的强度较高，这也相对提升了所使用粗集料的强度。在试验中可以明显看到，在进行高性能混凝土的抗压试验时，粗集料会发生破碎，因此，在高性能混凝土工程中都需要涉及到压碎指标，而有的施工规范中则要求C60及以上混凝土在使用粗集料时需要做岩石抗压强度试验，而粗集料的压碎指标更为接近集料在混凝土中的受力情况，可以更为明显的鉴别粗集料中的软弱颗粒，通常情况下，应将高性能混凝土粗集料的压碎指标控制在10%以下。
弹性模量也是混凝土粗集料的主要指标之一，目前已知的影响高性能混凝土强度的主要指标包括粗集料弹性模量、颗粒形状、表面特征等因素。一般意义上讲，若果集料具有越高的弹性模量，则所制成的混凝土也将具有更高的弹性模量以及强度，而在集料弹性模量的测定上较为复杂，且得到的结果也不是十分准确[2]，在实际的操作中，通常采用测量集料表观密度的方式来衡量集料弹性模量的强弱。除此以外集料的弹性模量还影响着混凝土的徐变，这主要是因为集料还对水泥石具有一定的约束作用，越大的弹性模量表明水泥石的徐变越小，其对于抑制预应力混凝土因徐变而引起的预应力损失有着重要的作用。
2、对粗集料最大粒径以及颗粒级配的分析
除粗集料强度外，粗集料的最大粒径同样对高性能混凝土的使用性能有着巨大的影响，在普通混凝土的施工中，通常采取根据构件的裁面尺寸和钢筋间距的方式来确定粗集料的最大尺寸，而在高性能混凝土的施工中，还需要考虑混凝土的强度等级和集料界面的粘结强度。关于集料尺寸对混凝土强度的影响，可以从以下三个方面加以考虑，首先，由于在混凝土粗集料颗粒内部存在缺陷，如果粗集料具有较大的粒径，则存在缺陷的机率也会相应增大，其次，应从集料界面粘结强度加以考虑，越大的集料尺寸表明其界面粘结强度越低，最后，大尺寸的粗集料在混凝土半何物中的运动速度也会越慢。在实验中我们发现，小粒径的集料会相应的降低混凝土的强度，如粒径尺寸在5-10mm之间的碎石。结合国家石子级配分级标准，我们发现，将粗集料的最大粒径控制在31.5mm以下能获得更高的混凝土强度，而对于5-10mm之间的小尺寸碎石，需要进行严格的控制。这是因为粒径过小会导致石子的比表面积增加，这就增加了集料之间的孔隙率，进而增大了水泥的用量。越小粒径的粗集料粒径会导致粘附在石子表面上吸附更多的粉尘，如果没有进行测底清洗，会使集料界面之间的粘结力大为减弱。
在实际生产中使用合理的颗粒级配能够获得更好的流动性，同时产物的泌水更少，在水泥硬化以后混凝土结构更为密实。在对粗集料的选择上，由于国内市场销售的粗集料级配不良.空隙率大，在工程中除按规定进行石子筛分试验外.还要测定石子的表观密度和堆积密度，在高性能混凝土的配制中应尽量使用连续级配的粗集料，若果确实不能够连续级配，可以将两种单粒级配混合成连续级配的方式进行处理。
3、粗集料颖拉形状与表面状态对高性能混凝图的影响
在粗集料的颗粒形状上，应选择圆球或立方体形形状，如果粗集料中的针、片状颗粒较多，会导致加料孔隙率的增加，这对混凝土拌合物的和易性有着不利的影响，还会导致集料界面间的粘结能力下降，除此以外，在实际拌合以及运输过程中，针、片状颗粒很容易发生受力时折断的现象，最好将针、片状颗粒含量控制在5%以内。
集料的表面状态主要是指粗糙程度和孔隙的特征，其对于集料同水泥石的粘结的能力有着很大程度的影响，表面粗糙且多棱角的碎石具有更强的与水泥砂浆粘结的能力[3]，此外，短时期内加工而成的碎石具有更高的表面活性，仍存在着破碎时形成的表面断键产生的剩余键力，同时还具备着表面氧离子的离子化倾向，这样就会使得水泥水化反应多在此处发生。因此，在高性能混凝土的生产中，应当尽量选用表面粗糙多棱角的碎石。
4、含杂质与有害物质的粗集料对混凝土性能的影响
通常情况下，粗集料中经常存在粉尘、粘土、泥块及有害物质， 粉尘、粘土常包裹在石子的表面，这就降低了集料与水泥砂浆结合的能力，同时，在粉尘、粘土含量过多的情况下，混凝土的干缩以及徐变会更为严重，影响着混凝土的抗渗性能等耐久性指标。而硫酸盐与硫化物等有害物质会对水泥石产生一定的服饰，严重时会破坏混凝土的结构，而氯盐对混凝土中的钢筋有着严重的腐蚀作用，这也是在钢筋混凝土的生产施工中需要特别注意的地方。
综上所述，在进行高性能混凝土的生产中，引尽量将粗集料的压碎指标控制在10%以下，而碎石的最大粒径不应超过31.5mm，碎石级配后的空隙率小于44%，将针、片状顺粒含量控制在5%以下，同时还应对杂质与有害物质含量进行严格把握。
参考文献
[1]郭玉起.甄广常.杜秀芝.建筑材料[M]中国水利水电出版社，2003.
[2]A.M.内维尔.混凝土的性能，李国淬译[M]中国建筑工业出版社，2006.
[3]杨德福.高强混凝土的配合比及其脆性和耐久性研究[J]混凝土，1999.2.