粗骨料對建筑混凝土形貌及性能的影響

陳 民

（南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 廣西 南寧 530008）

0 引言

隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)的不斷革新，使混凝土成為建筑工程中的一種主要建筑材料，從而有效替代了傳統(tǒng)的磚瓦材料，大大提高了建筑工程的使用質(zhì)量。與此同時(shí)，確保混凝土質(zhì)量也已成為整個(gè)建筑工程的重中之重，充分發(fā)揮混凝土的性能，使混凝土的外觀質(zhì)量良好，是建筑工程所有人員的共同期盼。目前，混凝土已經(jīng)成為全世界消耗量最大的建筑材料，而混凝土則是由水泥、粗骨料及水等原材料組成的，特別是粗骨料這一原材料，在混凝土體積中大約占到50%至70%左右，因此，要想確保建筑混凝土有一個(gè)良好的形貌及性能，就必須要保證粗骨料的工程質(zhì)量。由于粗骨料的種類眾多，并且其化學(xué)成分、顆粒級配都有著很大的差別，這使得工程人員很難保證粗骨料的選擇及使用合理。因此，有必要對粗骨料給建筑混凝土形貌及性能的影響進(jìn)行深入的研究。

1 粗骨料對建筑混凝土形貌的影響

（一）粗骨料在建筑混凝土形貌中的穩(wěn)固性影響

一般來說，如果是對普通混凝土的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，工程人員通常會將粗骨料的抗壓強(qiáng)度除以2倍或1.5倍，以此獲得混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。由于粗骨料相比于水泥石來說，無論是彈性模量還是強(qiáng)度，都要比后者高的多，而且具備良好的體積穩(wěn)定性與耐久性，并且粗骨料的體積往往可以達(dá)到混凝土總體積的50%至70%，因此粗骨料在建筑混凝土形貌中起到非常重要的穩(wěn)固作用。當(dāng)混凝土受到荷載壓力時(shí)，會通過粗骨料來對應(yīng)力進(jìn)行傳遞，如果向混凝土施加的外部荷載過大，混凝土在發(fā)生破壞時(shí)會對更多能量進(jìn)行吸收，以使混凝土具備更高的強(qiáng)度。而粗骨料則不僅能夠使混凝土強(qiáng)度提高，而且還能使混凝土的彈性模量提高，進(jìn)而使混凝土的形貌在受到外部荷載時(shí)不會出現(xiàn)變形，使混凝土的形貌始終保持良好。不過，如果粗骨料的配合比不當(dāng)，便會造成其在混凝土體積中的減少，進(jìn)而難以達(dá)到良好的穩(wěn)固作用，使混凝土在外部荷載作用下其形貌發(fā)生破壞。

（二）粗骨料在建筑混凝土形貌中的抗裂與抗?jié)B影響

對于建筑混凝土來說，其在受到荷載作用時(shí)，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷，會使其內(nèi)部微裂縫不斷擴(kuò)展，而這些微裂縫的擴(kuò)展會對混凝土的形貌外觀產(chǎn)生很大影響，甚至于大的貫通裂縫還會使混凝土的性能大幅下降。而粗骨料的加入，則能夠?qū)炷亮芽p起到限制作用，不過，如果粗骨料的用量不當(dāng)，或是建筑混凝土的施工工藝存在缺陷，混凝土內(nèi)部便可能產(chǎn)生大量的氣泡及微裂紋，進(jìn)而造成混凝土在沒有達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時(shí)便會發(fā)生開裂，進(jìn)而影響混凝土的外觀，此外，混凝土中裂縫的大量產(chǎn)生，還會使空氣中的水分透過這些微裂縫進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，進(jìn)而降低了混凝土的抗?jié)B性能。如果對粗骨料進(jìn)行合理的添加，則能夠使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，雖然內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生也同樣會使混凝土出現(xiàn)微裂縫，但由于其收縮值相比于水泥砂漿來說要小的多，因此當(dāng)微裂縫擴(kuò)展至粗骨料時(shí)，是難以通過粗骨料的，其只能在擴(kuò)展中緩慢的繞過粗骨料，而在此過程中勢必會吸收更多的能量，進(jìn)而使粗骨料有效限制了微裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展，使混凝土形貌不會出現(xiàn)更大的裂縫，從而在一定程度上提高了建筑混凝土的抗?jié)B能力。

（三）粗骨料在建筑混凝土形貌中的粘結(jié)性影響

在建筑混凝土中，水泥砂漿和粗骨料是相互結(jié)合在一起的，而在結(jié)合過程中勢會會產(chǎn)生一個(gè)界面過渡區(qū)，該界面過渡區(qū)也成為建筑混凝土中的一個(gè)薄弱點(diǎn)，如果粗骨料的表面不易粘結(jié)，勢必會使界面過渡區(qū)大量產(chǎn)生，進(jìn)而引發(fā)更多裂縫的產(chǎn)生。因此，必須要確保粗骨料的表面粘結(jié)性較強(qiáng)，使其能夠與砂漿基體進(jìn)行有效粘結(jié)，這樣才能使界面過渡區(qū)得以減少，并提高界面過渡區(qū)的強(qiáng)度，使混凝土形貌不會因界面過渡區(qū)的大量產(chǎn)生而出現(xiàn)微裂縫及麻面等問題。

2 粗骨料對建筑混凝土性能的影響

（一）建筑混凝土中粗骨料種類對其性能的影響

建筑混凝土中，不同的粗骨料種類在彈性與強(qiáng)度上也有所差異，而粗骨料的彈性直接影響到建筑混凝土結(jié)構(gòu)中內(nèi)應(yīng)力的大小和分布，如果建筑混凝土的內(nèi)應(yīng)力較小或分布不均勻，勢必會給建筑混凝土的抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度帶來巨大影響。此外，粗骨料的硬度也直接影響到建筑混凝土的性能，如果粗骨料的強(qiáng)度不夠，勢必會使建筑混凝土的各方面物理性能均有所下降，進(jìn)而造成混凝土的先天性缺陷，此時(shí)無論采用何種方法，均難以取得理想的效果。

（二）建筑混凝土中粗骨料顆粒級配對其性能的影響

建筑混凝土中粗骨料的顆粒級配也會對其性能造成一定影響，影響程度的大小主要取決于混凝土的自身強(qiáng)度，如果混凝土的強(qiáng)度要求不高，粗骨料的最大粒徑超出限制，并不會對建筑混凝土的性能產(chǎn)生較大影響。而如果混凝土的強(qiáng)度較高，粗骨料的最大粒徑超出規(guī)定值，混凝土在初期會隨著粗骨料粒徑的增加而增加，而當(dāng)粗骨料的最大粒徑超過2cm時(shí)，則會使混凝土的強(qiáng)度有所下降。此外，顆粒級配如果過大，還容易造成混凝土在施工時(shí)的骨、漿、水分離，進(jìn)而難以澆筑成形，使混凝土形貌出現(xiàn)麻面、蜂窩等缺陷。

（三）建筑混凝土中粗骨料吸水率及其化學(xué)成分對性能的影響

建筑混凝土粗骨料中，吸水率的大小會對混凝土的強(qiáng)度、耐久性、養(yǎng)護(hù)及抗凍等性能產(chǎn)生影響，吸水率越高，則能夠使界面過渡區(qū)強(qiáng)度提高，并且吸水率大的粗骨料不易在其下方產(chǎn)生水囊，此外吸附的水分還能做為混凝土養(yǎng)護(hù)的水源。不過，吸水率大的粗骨料也會因外界氣溫過低而使混凝土中的水分結(jié)冰膨脹，進(jìn)而影響建筑混凝土的抗凍與抗?jié)B性。粗骨料的化學(xué)成分也會對建筑混凝土的性能產(chǎn)生影響，這種影響主要包括三個(gè)方面，其一是活性骨料中的活性物質(zhì)會和過渡界面發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而提高過渡界面強(qiáng)度，使建筑混凝土的物理強(qiáng)度更大；其二是堿骨料會與混凝土產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，致使混凝土形貌出現(xiàn)開裂和膨脹，從而在整體上降低了混凝土的耐久性；其三是粗骨料所具備的高溫抗爆裂性能會對混凝土的耐高溫性能產(chǎn)生較大影響。

3 結(jié)語

綜上所述，本文通過對粗骨料對建筑混凝土形貌及性能的影響進(jìn)行分析，從而明確了粗骨料在建筑混凝土中的重要性。長期以來，工程人員在對建筑混凝土施工時(shí)，并沒有對粗骨料的質(zhì)量進(jìn)行重視，這也使建筑混凝土在施工完畢后往往會出現(xiàn)各種各樣的形貌與性能缺陷。因此，通過本文研究來明確粗骨料對建筑混凝土形貌及性能的影響，將有助于更好的通過粗骨料的合理選擇來提高建筑混凝土的施工質(zhì)量。