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建筑材料之混凝土的粗骨料——碎石及卵石
粒徑大于4.75 mm的骨料稱為粗骨料。
普通混凝土常用的粗骨料有碎石及卵石兩種。
碎石是天然巖石或較大的巖石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成的，
是粒徑大于4.75 mm的巖石顆粒。
卵石是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積而成的、
粒徑大于4.75 mm的巖石顆粒。
例如河卵石、海卵石、山卵石等。
與碎石比較，卵石表面光滑，少棱角，
空隙率以及表面積比較小，
拌制混凝土的時(shí)候需要的水泥漿用量比較少
拌制的混凝土和易性比較好
卵石與水泥石的粘結(jié)力比較小
因此，在相同條件下，卵石混凝土的強(qiáng)度較碎石混凝土低
碎石與卵石各有特點(diǎn)，
應(yīng)本著地取材的原則結(jié)合工程要求合理選用
對(duì)粗骨料的技術(shù)要求有如下幾項(xiàng)
1、粒徑
粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為這個(gè)粒級(jí)的粒徑
如果采用5-40毫米的粗骨料時(shí)
那么粒徑為40毫米的時(shí)候。
粒徑的大小表示粗骨料的粗細(xì)程度
粗骨料粒徑增大的時(shí)候
骨料總表面積減少
因而可以使得水泥漿用量減少，這不僅可以節(jié)約水泥
而且有助于提高混凝土的密實(shí)度
減少發(fā)熱量以及混凝土的收縮
因此在條件允許的情況下
當(dāng)配制中等強(qiáng)度等級(jí)以下的混凝土?xí)r
應(yīng)該盡量使用粒徑比較大的粗骨料
但是粒徑的規(guī)定，
還要受到結(jié)構(gòu)截面尺寸、鋼筋凈距以及施工條件的限制
粗骨料中公稱粒級(jí)的上限稱為粒徑。
當(dāng)骨料粒徑增大時(shí)，其比表面積減小，混凝土的水泥用量也減少，
故在滿足技術(shù)要求的前提下，粗骨料的粒徑應(yīng)盡量選大一些。
在鋼筋混凝土工程中，
粗骨料的粒徑不得大于混凝土結(jié)構(gòu)截面小尺寸的1/4，
并不得大于鋼筋小凈距的3/4。
對(duì)于混凝土實(shí)心板，其粒徑不宜大于板厚的1/3，
并不得超過(guò)40mm。
泵送混凝土用的碎石，不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的1/3，
卵石不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的1/3。
根據(jù)混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
配制高強(qiáng)度混凝土的時(shí)候
骨料粒徑一般不大于16毫米
篩分析法
顆粒級(jí)配
粗骨料的顆粒級(jí)配與細(xì)骨料的顆粒級(jí)配的原則是相同的
是讓不同的粒徑顆粒適當(dāng)搭配
使得石子的空隙盡可能小，用以減少水泥用量
保持混凝土拌合物具有良好的和易性
提高混凝土的密實(shí)度
石子的級(jí)配也通過(guò)篩分析法來(lái)評(píng)定
所用標(biāo)準(zhǔn)篩的孔徑為
2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100毫米等12個(gè)
各篩上分計(jì)篩余百分率以及累計(jì)篩余百分率的計(jì)算方法跟砂相同
碎石或者卵石的顆粒級(jí)配范圍參見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
石子的粒徑和級(jí)配影響混凝土的用水量，砂率和工作性。
配制高強(qiáng)混凝土和高性能混凝土?xí)r應(yīng)采用高強(qiáng)度的碎石，
其粒徑應(yīng)為19mm或 25mm，因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土的強(qiáng)度幾近為石子強(qiáng)度的二分之一。
普通流態(tài)混凝土采用粒徑25mm或31.5mm碎石，
采用泵送工藝時(shí)石子粒徑應(yīng)小于泵出口管徑的三分之一，
否則產(chǎn)生堵泵現(xiàn)象。
目前市場(chǎng)連續(xù)級(jí)配的碎石較少，多數(shù)為單一粒級(jí)、
這時(shí)應(yīng)采用二級(jí)配石子。若采用單一粒級(jí)的石子應(yīng)提高砂率。
粗骨料顆粒級(jí)配有連續(xù)級(jí)配與間斷級(jí)配之分。
連續(xù)級(jí)配是從粒徑開始，由大到小各級(jí)相連
期中每一級(jí)石子都占有適當(dāng)?shù)谋壤?br>工程中常將表中的連續(xù)粒級(jí)與單粒級(jí)的石子按照適當(dāng)比例
配成連續(xù)級(jí)配的石子。例如把連續(xù)粒級(jí)5-20毫米的石子
與單粒級(jí)20-40毫米的石子配合使用，即成為5-40毫米的連續(xù)級(jí)配
連續(xù)級(jí)配在工程中應(yīng)用比較多
間斷級(jí)配是各級(jí)石子不連續(xù)，也是省去中間的一二級(jí)石子
例如把5-10毫米的石子與20-40毫米的兩種粒級(jí)的石子配合使用
中間缺少了10-20毫米的石子，成為間斷級(jí)配。
間斷級(jí)配可以降低骨料的空隙率，可以節(jié)約水泥
但是容易使得混凝土拌合物產(chǎn)生離析
所以在建筑工程中應(yīng)用比較少
粗骨料中的針片狀顆粒含量對(duì)混凝土拌合物的和易性有明顯影響
如果針片狀顆粒含量增加25%，高標(biāo)號(hào)的混凝土坍落度會(huì)減少12毫米
針片狀顆粒含量過(guò)大，對(duì)強(qiáng)度也有影響
各國(guó)對(duì)于針片狀顆粒所下的定義不盡相同
我國(guó)規(guī)定，
凡是卵石和碎石的顆粒的長(zhǎng)度
大于該顆粒所屬粒級(jí)的平均粒徑的2.4倍的
稱為針狀顆粒
（平均粒徑指該粒級(jí)上、下限粒徑的平均值）
厚度小于平均粒徑0.4倍的稱為片狀顆粒
這是根據(jù)我國(guó)石子資源的質(zhì)量和產(chǎn)量而定的
以便既保證混凝土質(zhì)量，又能充分利用資源
碎石或者卵石中的針片狀顆粒含量應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
粗骨料中針、片狀顆粒過(guò)多，會(huì)使混凝土的和易性變差，
強(qiáng)度降低，故粗骨料的針、片狀顆粒含量應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。
泥、泥塊以及有害物質(zhì)
這些物質(zhì)的危害作用，與在砂中的作用相同
泥以及泥塊
泥是指粒徑小于0.080毫米的巖屑、淤泥和粘土等粉狀物的總稱
泥塊也是塊狀的粘土或者淤泥
砂中的泥塊指粒徑大于1.25毫米
經(jīng)過(guò)水洗用手輾壓后成為小于0.63毫米的顆粒
石子中的泥塊是指粒徑大于5毫米
經(jīng)過(guò)水洗用手輾壓后成為小于2.5毫米的顆粒
泥粘附在骨料的表面，妨礙水泥石與骨料的粘結(jié)
降低混凝土強(qiáng)度，還會(huì)增加拌合水量
加大混凝土的干縮，降低抗?jié)B性和抗凍性
泥塊對(duì)混凝土性質(zhì)的影響更為嚴(yán)重
因?yàn)樗鼣嚢璧臅r(shí)候不容易散開
所以含泥量和泥塊的含量應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
混凝土用碎石或者卵石中的含泥量以及泥塊含量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
粗骨料中所含的泥塊、淤泥、細(xì)屑、硫酸鹽、硫化物和有機(jī)物
都是有害雜質(zhì),
其含量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T－2001《建筑用卵石、碎石》的規(guī)定。
另外粗骨料中嚴(yán)禁混入煅燒過(guò)的白云石或石灰石塊。
有害物質(zhì)包括硫化物、硫酸鹽、有機(jī)物以及云母
硫化物、硫酸鹽、有機(jī)物等對(duì)水泥石有腐蝕作用
降低了混凝土的耐久性
云母以及輕物質(zhì)，表觀密度小于2克每立方厘米的
它們本身的強(qiáng)度低，與水泥石粘接不牢固
會(huì)降低混凝土強(qiáng)度以及耐久性
上述所講到的有害物質(zhì)含量應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
強(qiáng)度與堅(jiān)固性
碎石的強(qiáng)度可以用巖石的抗壓強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)值來(lái)表示
巖石的抗壓強(qiáng)度是以50毫米*50毫米*50毫米的立方體試件
在水飽和狀態(tài)下測(cè)得的抗壓強(qiáng)度極限值
壓碎指標(biāo)值的測(cè)定，是把一定量氣干狀態(tài)下10-20mm的石子
裝入壓碎指標(biāo)測(cè)定儀的圓筒內(nèi)，放好加壓頭
在試驗(yàn)機(jī)上于160-300秒內(nèi)均勻地加荷到200千牛
卸荷之后稱量出試樣質(zhì)量m0，然后用孔徑為2.5mm的篩
篩除被壓碎的細(xì)粒，稱量剩余在篩上的試樣質(zhì)量m1
那么壓碎指標(biāo)值為（m0-m1)/(m0)的百分比
壓碎指標(biāo)值越小，說(shuō)明骨料的抵抗壓碎能力越強(qiáng)
巖石抗壓強(qiáng)度應(yīng)該由生產(chǎn)單位提供的
工程采用壓碎指標(biāo)值進(jìn)行質(zhì)量控制
隨時(shí)的壓碎指標(biāo)值應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
強(qiáng)度等級(jí)為C60以及以上的混凝土所用的碎石
應(yīng)該進(jìn)行巖石抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)
巖石的抗壓強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比不應(yīng)該小于1.5
而且?guī)r漿巖強(qiáng)度不適宜低于50MPA
變質(zhì)巖不適宜低于60MPA
沉積巖不適宜低于30MPA
卵石強(qiáng)度只能使用壓碎指標(biāo)值表示，其壓碎指標(biāo)值應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
堅(jiān)固性
堅(jiān)固性反映骨料在氣候、外力或者其他物理因素
的作用下抵抗破碎的能力
通常用硫酸鹽浸泡法來(lái)檢驗(yàn)顆粒抵抗膨脹應(yīng)力的能力
這個(gè)方法是先把骨料試樣浸泡于硫酸鈉飽和溶液中
使得溶液摻入骨料的孔隙中
然后取出試樣進(jìn)行烘烤
使得孔隙中的溶液結(jié)晶
從而產(chǎn)生膨脹應(yīng)力
如此循環(huán)五次
骨料的堅(jiān)固性應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定