（甘肅省天水公路局，甘肅 天水 741000）

混凝土作為一種多相復(fù)合型材料，其結(jié)構(gòu)和成分的不同會(huì)對(duì)宏觀力學(xué)性能有極大影響，對(duì)路用混凝土相關(guān)研究認(rèn)為，混凝土強(qiáng)度主要取決于三方面強(qiáng)度中的較弱者，即水泥石強(qiáng)度、粗集料強(qiáng)度以及粗集料與水泥的界面強(qiáng)度。對(duì)于普通混凝土，粗集料的強(qiáng)度明顯高于水泥石和界面強(qiáng)度，混凝土受力時(shí)，集料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響不明顯。當(dāng)?shù)缆窐蛄夯炷翞楦邚?qiáng)混凝土?xí)r，水泥石和界面強(qiáng)度均較高，因而集料受力破壞的可能性越高，因此需要對(duì)高強(qiáng)混凝土中粗集料的物理性質(zhì)進(jìn)行研究，尋找高強(qiáng)混凝土的力學(xué)性質(zhì)及規(guī)律，為配置高強(qiáng)混凝土提供理論依據(jù)。

1 混凝土原材料分析

1.1 水泥

對(duì)混凝土而言，水泥是一種較理想的膠凝材料。由于水泥在不同工程、不同部位所需的物理指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)不同，因此須嚴(yán)格遵照工程實(shí)際要求選擇適宜的水泥型號(hào)。例如，某路段治理項(xiàng)目對(duì)于水泥特性有一定的要求，需依照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行測(cè)試，并確保測(cè)試結(jié)果完全滿足對(duì)P·O42.5水泥的要求。

1.2 外加劑

混凝土拌和期間往往需加入外加劑，其主要目的是確保混凝土性能滿足要求。實(shí)際施工中，不同工程項(xiàng)目選用的外加劑類型需根據(jù)不同混凝土的性能進(jìn)行選擇，并依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定外加劑的摻量。此外，外加劑檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，對(duì)于工程施工期間所需要使用的外加劑還應(yīng)當(dāng)保證其在有效使用期內(nèi)。該路段治理項(xiàng)目所使用的混凝土外加劑分為水劑及粉劑兩種，混凝土外加劑試驗(yàn)均參照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

1.3 粗骨料的檢測(cè)

粗骨料是混凝土的重要構(gòu)成部分，直接關(guān)系混凝土的質(zhì)量。目前較常用的粗骨料有碎石以及卵石兩種，碎石主要由巖石經(jīng)過(guò)破碎機(jī)加工處理制得，而卵石主要指天然卵礫石。粗骨料檢測(cè)項(xiàng)目需用專業(yè)設(shè)備，依據(jù)規(guī)程檢測(cè)其顆粒級(jí)配、密度、壓碎指標(biāo)、含泥情況以及針片狀顆粒含量等指標(biāo)，且指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求。某路段改擴(kuò)建工程對(duì)于粗骨料的檢測(cè)、試驗(yàn)結(jié)果主要依據(jù)制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 路用混凝土原材料配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

水泥：P·O52.5水泥，礦物摻合料：粉煤灰，某縣發(fā)電廠一級(jí)灰，減水劑：RAWY101聚羧酸高性能減水劑。細(xì)集料：天然砂，細(xì)度模數(shù)2.82。拌合用水：飲用水。粗集料：三種不同礦物組成成分的粗集料，其中花崗巖兩種，一種最大公稱粒徑20mm，另一種最大公稱粒徑31.5mm，其物理性能見(jiàn)表1、表2。

表1 粗集料的物理性能

表2 兩種花崗巖的物理性質(zhì)

2.2 配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)混凝土配合比如下：水泥：粉煤灰：礦粉；細(xì)集料：粗集料：外加劑：水=382:48:48:690:1078:5.74:148。

試驗(yàn)所用砂石料狀態(tài)均為自然干燥，且在室溫狀態(tài)下存放24h。

3 試驗(yàn)結(jié)果及力學(xué)性能分析

3.1 集料品種對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的影響

試驗(yàn)采用三種不同品種粗集料，在標(biāo)準(zhǔn)混凝土配合比的拌制下，其成型標(biāo)準(zhǔn)試塊養(yǎng)護(hù)3d、7d、28d后的混凝土強(qiáng)度見(jiàn)表3。

表3 不同品種粗集料拌制混凝土強(qiáng)度

由表3可知，不同品種粗集料在相同配比下配置的混凝土強(qiáng)度差異很大。結(jié)合表1，假設(shè)壓碎值對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能影響較大，則根據(jù)不同品種粗集料壓碎值，可知玄武巖品質(zhì)集料拌制混凝土的強(qiáng)度最大，石灰石粗集料拌制混凝土的強(qiáng)度最小。但在表3中，玄武巖品質(zhì)集料拌制混凝土的強(qiáng)度最小，石灰石粗集料拌制混凝土的強(qiáng)度最大，故并非是粗集料的壓碎值對(duì)混凝土強(qiáng)度的作用。由表3，28d混凝土強(qiáng)度由大到小為石灰石＞玄武巖＞花崗巖，結(jié)合表1中不同材質(zhì)粗集料吸水率，兩者表現(xiàn)為正相關(guān)。粗集料的吸水率大，會(huì)直接影響混凝土拌制效果，拌制過(guò)程中直接吸收拌和用水，改變混凝土的水灰比，從而使混凝土性能降低，直接表現(xiàn)為混凝土的坍落度變小。同時(shí)，混凝土因?yàn)樗冶茸冃《箯?qiáng)度變大，最直接的表現(xiàn)為石灰石拌制混凝土的強(qiáng)度最高，花崗巖拌制混凝土的強(qiáng)度最小。對(duì)比不同材質(zhì)粗集料壓碎值可知，集料本身性質(zhì)還未完全發(fā)揮。

3.2 集料針片狀含量對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的影響

試驗(yàn)采用三種不同針片狀含量的粗集料拌和混凝土，其成型標(biāo)準(zhǔn)試塊養(yǎng)護(hù)3d、7d、28d的混凝土強(qiáng)度見(jiàn)表4。

表4 不同針片狀含量的粗集料拌和的混凝土強(qiáng)度

表4為針片狀含量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。由表4可見(jiàn)，混凝土早期強(qiáng)度隨針片狀含量的增加基本不變，但混凝土28d強(qiáng)度隨混凝土中的針片狀含量的增加而減少，表明隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，針片狀含量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響越來(lái)越大。針片狀含量主要從兩個(gè)方面對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生影響：一方面，針片狀顆粒本身容易折斷，表現(xiàn)為粗集料的壓碎值較大，壓碎值比較能反應(yīng)混凝土內(nèi)部的受力情況，模仿一部分混凝土的受力，因而針片狀顆粒會(huì)成為混凝土強(qiáng)度的薄弱區(qū)；另一方面，針片狀顆粒含量增加，混凝土的粘聚性減小，混凝不密實(shí)，混凝土?xí)卺樒瑺铑w粒附近形成空洞和裂縫，減小混凝土的強(qiáng)度。由上可知，在早齡期階段，由于混凝土的強(qiáng)度較低，針片狀顆粒本身脆弱性表現(xiàn)不明顯；但隨著混凝土強(qiáng)度不斷增加，針片狀顆粒本身脆弱性所引發(fā)的對(duì)混凝土破壞越來(lái)越突出，降低了混凝土的強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)不同種類粗集料混凝土的研究表明，集料吸水率的改變對(duì)混凝土中水灰比大小及混凝土強(qiáng)度影響較大。對(duì)不同針片狀含量的混凝土不同齡期強(qiáng)度的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混凝土齡期較小且混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，針片狀含量對(duì)混凝土強(qiáng)度影響較小，當(dāng)混凝土齡期較大時(shí)且混凝土強(qiáng)度較大時(shí)，對(duì)混凝土強(qiáng)度影響較大。因而可以得出，粗集料中針片狀含量對(duì)普通混凝土影響較小，但對(duì)高強(qiáng)混凝土影響較大。