（二）粗骨料
粗骨料为粒径＞4.75mm的岩石颗粒 分为卵石和碎石两类。
卵石（ 砾石）包括河卵石、海卵石和山卵石等，其中河卵石应用较多。碎石大多由天然岩石径破碎筛分而成。碎石和卵石按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类三种类别。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。
（1）质量及技术要求
a）含泥量及泥块含量，其含量应分别符合表6.2.6的规定。
b）有害物质含量，其含量应分别符合表6.2.7的规定。
表2.6 卵石、碎石含泥量和泥块含量
| 项目 |
指标 |
| Ⅰ类 |
Ⅱ类 |
Ⅲ类 |
| 含泥量（按质量计）（％） |
<0.5 |
<1.0 |
<1.5 |
| 泥块含量（按质量计）（％） |
0 |
<0.5 |
<0.7 |
表2.7 卵石、碎石中有害物质含量
| 项目 |
指标 |
| Ⅰ类 |
Ⅱ类 |
Ⅲ类 |
| 有机物 |
合格 |
合格 |
合格 |
| 硫化物及硫酸盐（按SO3质量计）（％），< |
0.5 |
1.0 |
1.0 |
（2）强度
碎石强度采用岩石立方体抗压强度和碎石的压碎指标两种方法检验。
① 岩石立方体抗压强度检验，是将碎石的母岩制成直径余高均为50mm的圆柱体或边长为50mm的立方体，在水饱和状态峡，测定其极限抗压强度值。一般要求碎石母岩岩石的抗压强度不小于混凝土抗压强度的1.5倍，还要考虑母岩的风化程度。
②压碎指标(Aggregate crusing value)是指将一定质量气干状态的9.0～9.5mm的石子，按一定的方法装入压碎指标值测定仪（内径152mm的圆筒）内，上面加压头后放在试验机上，在3～5min内均匀加荷到200KN，卸荷后称取试样质量（G0 ),再用孔径为2.36mm的筛进行筛分，称取试样的筛余量（G1 ）,压碎指标Qc 如下计算：
（3）颗粒形状及表面特征
粗骨料比较理想的颗粒形状为三维长度相等或相近的立方体或球形颗粒而三维长度相差较大的针、片状颗粒粒形较差。颗粒长度大于平均粒径2.4倍为针状颗粒，颗粒厚度小于平均粒径0.4倍的为片状颗粒。平均粒径为一个粒级的骨料其上、下限粒径的算术平均值。
骨料表面的粗糙程度及孔隙特征影响混凝土的强度。
卵石：光滑少棱角，孔隙率及总表面积小，工作性好，水泥用量少，但粘结力差，强度低。
碎石：多棱角，孔隙率及总表面积大，工作性差，水泥用量多，但粘结力强，强度高。在相同条件下，碎石混凝土比卵石混凝土的强度约高10％左右。
（4）最大粒径和颗粒级配
① 最大粒径
粗骨料公称粒级的上限称该粒级的最大粒径。
最大粒径的选用原则：质量相同的石子，粒径越大，总表面积越小，越节约水泥，故尽量选用大粒径石子。同时应综合考虑以下 几点：
a.结构上考虑：建筑构件的截面尺寸及配筋疏密
钢筋砼 ：粗骨料最大粒径 <1/4结构截面最小尺寸且<3/4钢筋间最小净距；
砼实心板：粗骨料最大粒径不宜超过/2板厚且不超过50mm；
b.从施工方面考虑：根据搅拌、运输、振捣方式，选择合适的粒径 。对泵送混凝土，碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于1：3，卵石宜小于或等于1：2.5；
c.从经济上考虑：粒径越大，水泥用量越小
当最大粒径小于80mm时，节约效果显著，粒径再大，节约效果不明显。故一般取粒径小于80mm。
② 颗粒级配
良好的级配可减小孔隙率，节约水泥，提高密实度及良好的工作性。
粗骨料的级配也是1通过筛分试验来确定，其方孔标准筛为孔径2.36、4.75、9.50、16、19、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0及90mm共12个筛孔。普通混凝土用卵石及碎石的颗粒级配应符合国家标准的规定。
粗骨料的级配有连续级配和间断级配两种。
a）连续级配：石子颗粒尺寸由小到大连续分级，每级骨料都占有一定比例，如天然卵石。通常工程中多采用连续级配的石子。
b）间断级配：人为剔除某些中间粒级颗粒，用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配， 颗粒级差大，空隙率的降低比连续继配快得多，可最大限度地发挥骨料的骨架作用，减少水泥用量。但混凝土拌和物易产生离析现象，工程应用较少。
c）单粒级：预先分级筛分的粗骨料，用来改善骨料级配或配成较大粒度的连续粒级。
应用：分别堆放，需要时按要求的比例配合。
思考题：
1.混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土凝固硬化前各起什么作用？
2.何谓骨料级配？骨料级配良好的标准是什么？
三、砼拌合及养护用水
1.宜采用水：饮用水
2.不宜采用水：海水、生活污水
3.需检验方可使用水：地表水和地下水,须按有关《规范》检验合格后才能使用。
第三节 混凝土拌合物的和易性
混凝土拌合物是指由水泥、砂、石及水拌制的混合料（水泥砼在尚未凝结硬化以前）称为砼拌合物，又称新拌砼（Fresh concrete）。 如图6.3.1。
图3.1 混凝土拌合物
一、和易性的概念
和易性：是指砼拌合物能保持其组成成分均匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的砼的性能。
和易性是一项综合技术性能，包括流动性、粘聚性和保水性三个方面。
1.流动性：指砼拌合物在自重或机械振捣力的作用下，能产生流动并均匀密实地充满模型的性能。反应拌合物的稀稠程度。
（1）拌合物太稠，砼难以振捣，易造成内部孔隙；
（2）拌合物过稀，会分层离析，影响砼的均匀性。
2、粘聚性：指砼拌合物内部组分间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致发生离析分层现象，而使砼能保持整体均匀的性能。
3、保水性：指砼拌合物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象。
4、关系：互相关联，又互相矛盾。
如：流动性很大时，往往粘聚性和保水性差。反之亦然。粘聚性好，一般保水性较好。
因此，所谓的拌合物和易性良好，就是使这三方面的性能，在某种具体条件下得到统一，达到均为良好的状况。
二、和易性的测定方法
混凝土拌合物的和易性内涵比较复杂，难以用一种简单的测定方法和指标来全面恰当得表达。根据我国现行标准《普通混凝土拌合物性能试验方法》规定，用坍落度和维勃稠度 来测定混凝土拌合物的流动性，并辅以直观经验来评定粘聚性和保水性。
1、坍落度试验（Slump Test）
坍落度试验是用标准坍落圆锥筒 （如图6.3.1）测定，该筒为钢皮制成，高度H=300mm，上口直径d=100mm，下底直径D=200mm，试验时，将圆锥置于平台上，然后将混凝土拌合物分三层装入标准圆锥筒内，每层用弹头棒均匀地捣插25次。多余试样用镘刀刮平，然后垂直提取圆锥筒，将圆锥筒与混合料排放于平板上，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高差，即为新拌混凝土的坍落度，以mm为单位（精确至5mm）。如图6.3.2。
图3.1 坍落度筒 图3.2 混凝土拌合物的坍落度
坍落度越大，流动性越好。根据混凝土拌合物坍落度S大小，可将混凝土进行如下分级：
T1低塑性砼 S=10～40mm
T2塑性砼 S＝50～90mm
T3流动性砼 S＝100～150mm
T4大流动性砼 S≥160mm
若S ≤10mm则为干硬性砼。
测定坍落度后，观察拌合物的下述性质：
粘聚性 ：用捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻敲打，如果锥体逐步下沉，表示粘聚性良好；如果突然倒塌，部分崩裂或石子离析，则为粘聚性不好的表现。
保水性：当提起坍落度筒后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的拌合物也因失浆而骨料外露，则表明保水性不好。如无这种现象，则表明保水性良好。
2、维勃稠度试验（Vebe ConsistometerTest）
维勃稠度试验方法使将坍落度筒放在直径位40mm、高度为200mm圆筒中，圆筒安装在专用的振动台上 ，如图6.3.3。按坍落度试验的方法将新拌砼装入坍落度筒内后再拔去坍落筒，并在新拌砼顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间，从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的实践，以s计（精确至1s），即为新拌砼的维勃稠度值。
图3.3 维勃稠度仪
根据混凝土拌合物维勃稠度t值大小，可将混凝土进行如下分级：
V0超干硬性砼 t≥31s
V1特干硬性砼 t＝30～21s
V2干硬性砼 t＝20～11s
V3半干硬性砼 t＝10～5s
三、流动性（坍落度）的选择
1.原则
（1）结构构件类型及截面尺寸大小。构件截面尺寸较大时，选用较小的坍落度。
（2）结构构件的配筋疏密。钢筋较疏时，选用较小的坍落度。
（3）输送方式及施工捣实方法。机械振捣时，选用较小的坍落度；人工振捣时，选用较大的坍落度。
2.选用
根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204）规定，混凝土浇注的坍落度宜按表6.3.1选用。
表3.1 混凝土浇注时的坍落度
| 项目 |
结构种类 |
坍落度（mm） |
| 1 |
基础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构 |
10～30 |
| 2 |
板、梁或大型及中型截面的柱子等 |
30～50 |
| 3 |
配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等 |
50～70 |
| 4 |
配筋特密的结构 |
70～90 |
四、影响新拌混凝土的和易性的因素
1.水泥浆数量的影响
水泥浆作用为填充骨料空隙，包裹骨料形成润滑层，增加流动性。
砼拌合物保持水灰比不变的情况下，水泥浆用量越多，流动性越大，反之越小。但水泥浆用量过多，粘聚性及保水性变差，对强度及耐久性产生不利影响。水泥浆用量过小，粘聚性差。
因此，水泥浆不能用量太少，但也不能太多，应以满足拌合物流动性、粘聚性、保水性要求为宜。
2. 水泥浆的稠度
当水泥浆用量一定时，水泥浆的稠度决定于水灰比大小，水灰比（W/C）为用水量与水泥质量之比。
但W/C过小时，水泥浆干稠，拌合物流动性过低，给施工造成困难。W/C过大，水泥浆稀使拌合物的粘聚性和、保水性变差，产生流浆及离析现象，并严重影响混凝土的强度。
故水灰比大小应根据混凝土强度和耐久性要求合理选用，取值范围为0.40～0.75之间。
无论是水泥浆的数量还是水泥浆的稠度，实际上对混凝土拌合物流动性起决定作用的是单位体积用水量的多少，即恒定用水量法则：在配制混凝土时，若所用粗、细骨料种类及比例一定，水灰比在一定范围内（0.4～0.8）变动时，为获得要求的流动性，所需拌合用水量基本是一定的。即骨料一定时，混凝土的坍落度只与单位用水量有关。
3.砂率的影响
（1）砂率：是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。
（2）砂率对和易性的影响
砂率过大 ，孔隙率及总表面积大，拌合物干稠,流动性小；
砂率过小，砂浆数量不足，流动性降低，且影响粘聚性和保水性 。
故砂率大小影响拌合物的工作性及水泥用量。
（3）合理砂率：是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使砼拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性良好时的砂率值。或指混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性及保水性，而水泥用量为最少时的砂率值。如图6.3.4和图6.3.5。
图3.4 砂率与坍落度的关系 图3.5 砂率与水泥用量的关系
（水与水泥用量一定） （达到相同的坍落度）
4、组成材料性质的影响
（1）水泥品种的影响
水泥对和易性的影响主要表现在水泥的需水性上。使用不同水泥拌制的混凝土其和易性由好至坏：粉煤灰水泥——普通水泥、硅酸盐水泥——矿渣水泥（流动性大，但粘聚性差） ——火山灰水泥（流动性差，但粘聚性和保水性好）
（2）骨料性质的影响
最大粒径：粒径越大，总比表面积越小，拌合物流动性大；
品种：卵石拌制的砼拌合物优于碎石；
级配：具有优良级配的砼拌合物具有较好的和易性和保水性。
5、外加剂的影响
外加剂（如减水剂、引气剂等）对混凝土的和易性有很大的影响。少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的条件下，获得良好的和易性。 不仅流动性显著增加，而且还有效地改善拌合物 的粘聚性和保水性。
6、 拌合物存放时间及环境温度的影响
（1）温度：环境温度升高，水分蒸发及水化反应加快，相应坍落度下降。
（2）时间：时间延长，水分蒸发，坍落度下降。
7、施工工艺：
同样的配合比设计：机械拌和时S>人工拌和时S，且搅拌时间长，则S大。
五 、改善新拌混凝土和易性的措施
1、调节混凝土的材料组成:
①采用合理砂率,并尽可能使用较低的砂率；
②改善砂、石的级配；
③在可能的条件下，尽量采用较粗的砂、石；
④当拌和物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加适量的水泥浆；当拌和物坍落度太大时，保持砂率不变，增加适量的砂石。
2、掺加各种外加剂（如减水剂、引气剂等）。
3、提高振捣机械的效能 。
（未完待续……）
