混凝土抗压强度与粗骨料体积变化不一致

在混凝土立方体试块受压加荷试验过程中，试块上下端部先出现细裂缝，之后裂缝不断加粗并向角部、中部扩展，最终形成四角锥破坏形态，如图2.10（a）所示。混凝土棱柱体试件的受压破坏属于典型的轴心受压破坏，沿竖向出现了一条主裂缝并伴随局部压碎现象，如图2.10（b）所示。观察破坏后的界面情况，本试验混凝土的破坏主要表现为水泥石自身的开裂和水泥石与骨料的黏结界面开裂。

图2.10　受压破坏形态
Fig.2.10　Failure states of concrete under compression

混凝土立方体抗压强度（fcu）、轴心抗压强度（fc）、劈裂抗拉强度（fst）和弹性模量（Ec）试验结果见表2.10。可以看出，混凝土立方体和轴心抗压强度随粗骨料体积分数的变化基本一致。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）的规定［23］，强度等级C35混凝土的配制强度应为fcu，0=35+1.645×3=39.9MPa，因此，所有混凝土立方体抗压强度均满足设计要求。

表2.10　混凝土力学性能试验结果
Table 2.10　Test results of mechanical properties of concretes

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结合表2.10和图2.11，与原级配混凝土比较，二次混合混凝土抗压强度随粗骨料体积分数的变化规律表现出不一致的情形。由此可见，在水灰比相同的前提下，粗骨料颗粒级配对原级配混凝土和二次混合混凝土抗压强度的影响成为关键因素，恰当的粗骨料颗粒级配可使混凝土密实性达到最佳，从而提高混凝土的抗压强度。对于系列1试验，原级配混凝土的粗骨料级配未按最大堆积密度调配，因此在二次混合混凝土S11和S12中，混入适量的粒径大于15mm的粗骨料之后，粗骨料体积分数增大，同时也改善了相应的骨料级配，使得其抗压强度超过了原级配混凝土的抗压强度；但在二次混合混凝土S13中，粒径大于15mm的粗骨料混入量较大，致使粒径大于20mm的粗骨料含量超出了规定上限值，粗骨料颗粒级配变差，使得其抗压强度低于原级配混凝土的抗压强度。对于系列2试验，原级配混凝土的粗骨料级配是按最大堆积密度调配的，因此在其所有的二次混合混凝土S21、S22和S23中，混入粒径大于15mm的粗骨料之后，粒径大于20mm的粗骨料含量均超出了规定上限值，致使粗骨料粒径级配变差，混凝土抗压强度表现出了随着粗骨料体积分数增大而降低的规律性变化。与原级配混凝土比较，细石混凝土的抗压强度，S1X偏低，S2X偏高，也与其粗骨料颗粒级配直接相关，如图2.7所示。

图2.11　混凝土抗压强度随粗骨料体积分数的变化
Fig.2.11　Changes of compressive strength of concrete with volume fraction of coarse aggregate

从量值上看，二次混合混凝土抗压强度的变化幅度为-9.7%～14.6%，细石混凝土抗压强度的变化幅度为-13.5%～4.4%，满足《混凝土强度检验评定标准》（GB 50107—2010）的规定［29］。

由表2.10还可以看出，细石混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度比值与原级配混凝土的相当；二次混合混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度比值，除S11略低外，其他也与原级配混凝土的相当。所有比值在0.77～0.86之间，均高于《混凝土结构设计规范》的规定值［30，31］。