骨料有时候也称作“集料”,在混凝土中起骨架作用。骨料可分为细骨料和粗骨料两种。粒径大于4.75 mm的骨料称为粗骨料,常用的有碎石及卵石两种。碎石是天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成。卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成。卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者通常称为针状颗粒,而厚度小于平均粒径0.4倍者通常称为片状颗粒(平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值)。
较典型种类的粗骨料颗粒示于图3.3。一般天然卵石呈圆形,具有光滑的表面构造,而碎石则构造粗糙。依据岩石种类和破碎设备的不同,碎石会含有一定量的针片状颗粒,这些针片状颗粒会对混凝土的某些性能产生不利影响。因此,通常各国相关规范都限定了针片状颗粒的最高含量。用浮石做的轻骨料呈高度蜂窝状,往往棱角分明,表面粗糙,但用黏土或页岩做的陶粒轻骨料通常呈圆形,表面光滑。
图3.3 粗骨料颗粒的形状和表面构造(www.xing528.com)
粒径在4.75 mm以下的骨料称为细骨料,俗称砂。常用的有天然砂、人工砂两类。天然砂可以是河砂、湖砂、山砂或淡化海砂,是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的岩石颗粒,但不包括软质岩、风化岩的颗粒。人工砂是经过处理的机制砂、混合砂的统称。
骨料主要影响混凝土的密度和弹性模量等属性。骨料对混凝土属性的影响主要取决于其物理性质,而其化学性质通常不具有决定性。换句话说,骨料中的化学组成或矿物组成没有物理性质(例如孔隙率、孔径及其分布)对混凝土性能那么重要。
除孔隙率外,骨料的形状和表面构造也会影响混凝土的性能。这是因为其形状和表面构造将影响水泥水化过程中的局部水灰比。
除一些高度多孔软弱的骨料如浮石外,骨料的强度通常比混凝土中其他两相的强度要高,因而骨料一般不会对普通混凝土的强度直接产生影响。但粗骨料的大小和形状会间接影响到混凝土的强度。混凝土骨料尺寸越大,针片状颗粒越多,骨料表面水膜聚水的倾向就越大,从而使界面过渡区变弱,将对混凝土强度和断裂性能产生不利影响。
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