水工混凝土中常用的粗骨料：碎石和卵石

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：粗骨料的粒径范围为4.75～150mm 的岩石颗粒，常用的有碎石和卵石两种。粗骨料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。当粗骨料粒径增大时，其表面积随之减少。水工混凝土所用粗骨料粒径大、用量多，为获得级配良好的粗骨料，同时为避免堆放、运输石子时产生分离，常常将石子筛分为若干单粒级，分别堆放，常分为4 级，即：5～20mm （小石子）；20～40mm （中石子）；40～80mm （大石子）；80～120 mm。

粗骨料的粒径范围为4.75～150mm （或120mm）的岩石颗粒，常用的有碎石和卵石两种。按对石子的技术要求分为分为三类，即Ⅰ类石子、Ⅱ类石子、Ⅲ类石子。粗骨料宜按5～20mm （小石）、20～40mm （中石）、40～80mm （大石）、80～150 （120）mm （特大石）粒径分级，各粒径分级的代号分别为D20、D40、D80、D150（120）。

（一）粗骨料的技术要求

1.物理性质

石子的表观密度、堆积密度、空隙率应符合以下规定：表观密度大于2500kg/m3，松散堆积密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。

2.含泥量和泥块含量

含泥量是指石子中粒径小于75μm 颗粒的含量；泥块含量是指石子中原粒径大于4.75mm，经水洗手捏后变成小于2.36mm颗粒的含量。

3.有害物质

为保证混凝土的强度和耐久性，石子中不应混有草根、树叶、塑料、煤块和炉渣等杂物，其有害物质的含量不得大于表10-6 的规定。

4.针片状颗粒含量

针状颗粒指石子的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4 倍的石子；片状颗粒指厚度小于平均0.4 倍的石子，这类石子对混凝土的和易性和强度影响较大，其含量的限制规定见表10-6。

5.强度和坚固性

为保证混凝土的强度要求，石子应质地致密，具有足够的强度。碎石或卵石的强度可以用岩石立方体抗压强度和压碎指标两种方法表示。用试件抗压强度表示时，火成岩应不小于80MPa，变质岩应不小于60MPa，水成岩应不小于30MPa。用压碎指标时，碎石、卵石的压碎指标值见表10-6。

表10-6　碎石或卵石的部分指标要求（GB/T14685—2001）

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6.最大粒径和颗粒级配

（1）最大粒径（DM）。粗骨料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。当粗骨料粒径增大时，其表面积随之减少。因此，保证一定厚度润滑层所需的水泥浆的数量也相应减少。试验研究证明，最佳的最大粒径取决于混凝土的水泥用量。当粗骨料最大粒径小于150mm时，最大粒径增大，水泥用量明显减少；但当最大粒径大于150mm时，对节约水泥并不明显。因此，在大体积混凝土中，条件许可时，应尽量采用较大粒径。在水利、水港等大型工程中最大粒径常采用120mm 或150mm，在房屋建筑工程中，由于构件尺寸小，一般最大粒径只用到40mm或60mm。具体工程中，骨料最大粒径受结构形式和配筋疏密限制，根据GB 50204—2002 《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定，混凝土粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得大于钢筋间最小净间距的3/4。对于混凝土实心板，骨料的量大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。同时，还应考虑搅拌机容量。

（2）颗粒级配。石子级配好坏对节约水泥和保证混凝土拌和物具有良好的和易性有很大关系。粗骨料级配按供应情况可分为连续粒级和单粒级两种。连续级配（粒级）是将石子按其尺寸大小分级，分级尺寸是连续的，即从某一最大粒级以下依次有其他粒级。连续级配骨料与天然骨料情况比较接近，配制的混凝土一般工作性良好，不易发生离析，是量常用的骨料，但不一定是级配最好的骨料。单粒级骨料能避免连续级配中的较大粒级骨料在堆放及装卸过程中的离析现象，可以通过各粒级的不同组合。应配制各种不同要求的级配骨料，以保证混凝土的质量和施工要求，便于大型混凝土搅拌厂使用。

水工混凝土所用粗骨料粒径大、用量多，为获得级配良好的粗骨料，同时为避免堆放、运输石子时产生分离，常常将石子筛分为若干单粒级，分别堆放，常分为4 级，即：5～20mm （小石子）；20～40mm （中石子）；40～80mm （大石子）；80～120 （150）mm（特大石子）。根据建筑物结构情况及施工条件，确定最大粒径后，在混凝土拌和时再选则采用一级、二级、三级或四级的石子配合使用。各级石子的配合需通过试验来确定最佳的比例，其原理为空隙率达到最小或堆积密度最大且满足混凝土拌和物和易性要求。不同级配的各粒级石子配合比例参考值见表10-7。

表10-7　粗骨料不同级配选择参考值　单位：mm

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另外，还有一种间断级配，即有意剔除中间尺寸的颗粒，使大颗粒与小颗粒间有较大的“空当”。但间断级配骨料配制的混凝土拌和物往往易于离析，和易性较差，工程中较少采用。

施工现场的分级石子中往往存在超、逊径现象。超（逊）径是指在某一级石子中混有大于（小于）这一级粒径的石子。规范规定，以原孔筛检验，超径量应小于5%，逊径量应小于10%；以超逊径筛检验，超径为零，逊径量小于2%。若不符合要求，要进行二次筛分或调整骨料级配。

国家标准GB/T 14685—2001 《建筑用卵石、碎石》规定，粗骨料级配应符合表10-8的要求。

（二）粗骨料的堆存、运输与使用

（1）粗骨料在堆存和运输过程中，为了使含水量不因下雨超标准或不稳定，可搭设防雨棚。

（2）粗骨料用胶带机堆料时，一般卸料高度都大于3m，防止骨料中逊径超标准，在没有二次筛分设施时，应设置缓降器。为防止骨料内部温度因外界气温和日照变化而发生较大波动，堆料厚度要求不小于6m，这样有利于混凝土温度控制。

（3）粗骨料在堆存时可能造成分离，因而无论用挖装机械取料，还是由地下漏斗放料，应在同一料堆选2～3 个不同取料点同时取料，以使同一级骨料粒径均匀。不同粒级的石子应该有一定的间距，防止大、中、小石子的混合，产生超逊径现象。

表10-8　碎石或卵石的颗粒级配范围（GB/T14685—2001）

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注　公称粒径的上限为该粒径的最大粒径。

（4）骨料储料仓的容积应结合混凝土浇筑高峰期的强度，骨料开采、加工、运输设备能力和地形、气候、河流水文条件等因素综合考虑，一般情况下，粗骨料仓的活容积应满足混凝土浇筑高峰期3d以上用量的需要。

（5）选择石子的类别时，要根据混凝土的强度等级选择，强度等级大于C60 的混凝土宜选用Ⅰ类石子；强度等级C30～C60 及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土宜选用Ⅱ类石子；强度等级小于C30 的混凝土宜选用Ⅲ类石子。

（6）石子最大粒径及级配选择见石子的技术要求部分。

水工混凝土中常用的粗骨料：碎石和卵石

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