卵石与碎石对混凝土性能的影响研究

    耿文喜　张波　刘国波

    

    

    

    [摘要]利用卵石与碎石配置混凝土，开展了混凝土流动性、不同龄期强度、弹性模量影响的研究，分析卵石与碎石对混凝土性能的影响。结果表明：卵石在工程建设中可以使用，在一定条件下，混凝土配比中，卵石的性能将优于碎石的性能，特别在公路工程领域中能够广泛使用。卵石在混凝土中直接使用，可减少了卵石破碎的费用，降低了混凝土生产成本。

    [关键词]卵石;碎石;混凝土性能

    文章编号：2095-4085（2019）03-0001-02

    1 引言

    卵石在我国局部地区分布十分广泛，但在水泥混凝土生产中的应用很少，其原因是在我们大部分的生产应用中发现使用卵石生产的混凝土，其和易性较差，不易于施工，而且部分地区卵石较大，如成都地区卵石粒径达30cm以上，粒径过大，造成卵石混凝土强度普遍低于碎石生产的混凝土结论，直接限制了卵石在混凝土生产中的应用。

    通过开展一系列碎石与卵石混凝土性能研究，有效利用卵石混凝土。在混凝土生产中，C30是中低等级混凝土的代表，C50是高等级混凝土的代表。以C30与C50碎石与卵石混凝土进行性能试验”，研究卵石与碎石对混凝土的影响。

    2原材料和试验方法

    2.1原材料

    ①水泥：四川眉山生产的峨胜水泥，P.042.5R;②粉煤灰：四川崇州生产的II级粉煤灰;③外加剂：四川彭州生产的高性能减水剂;④砂：四川崇州生产的机制中砂，石粉含量为2.8;⑤石子：碎石以及卵石，均满足I类建筑用石要求，两者物理力学性能见表1;⑥配合比：本试验用混凝土配合比见表2、表3。

    2.2试验

    混凝土试件成型后，在温度20±2℃，相对湿度95%以上标准养护室养护，达到规定龄期（3d，7d，14d，28d，60d）后，按照GB/T50081-2002标准进行力学性能测试。硬化混凝土抗压测试使用混凝土试件尺寸为150mmx150mmx150mm。

    3结果与讨论

    3.1流动性

    碎石与卵石C30，C50混凝土流动度见图1、图2，碎石与卵石混凝土拌和过程见图3、图4。

    从图1和图2可以看出，在相同条件下，分别用卵石和碎石生产的混凝土，其初始流动度卵石混凝土比碎石混凝土好，但随着时间推移，卵石混凝土流动度损失大于碎石混凝土，这主要是因为卵石混凝土保水性相对差，但是C50的卵石混凝土流动度损失要稍小于C30，主要是更多的胶凝材料，在一定程度上改善了卵石混凝土的保水性。从图3和图4可以看出，碎石新拌混凝土的包裹性好于卵石新拌混凝土，主要是因为碎石有多个破碎面，更易于挂浆。

    3.2不同龄期强度

    碎石与卵石C30，C50混凝土在3d，7d，14d，28d，60d抗压强度见图5、图6。

    从图5和图6可以看出，卵石混凝土的早期强度明显低于碎石混凝土，这主要是因为碎石的保水性强于卵石，碎石混凝土水化早于卵石混凝土开始口，随着时间推移，中低等级的卵石混凝土碎石混凝土强度依然存在一定差异，但是高等级的卵石混凝土碎石混凝土强度逐渐接近。

    3.3弹性模量

    根据碎石及卵石C30混凝土进行试验结果显示，卵石混凝土的弹性模量大于碎石混凝土弹性模量，试验结果见图7。

    从图7可以看出，卵石混凝土的弹性模量小于碎石混凝土彈性模量，主要是因为碎石的粘结性强于卵石。同时可以看出，碎石混凝土弹性模量离散型较小，卵石混凝土弹性模量离散型较大，混凝土开裂风险较大。

    3.4小结

    对于新拌混凝土，碎石混凝土包裹性优于卵石混凝土，但卵石混凝土初始流动性优于碎石混凝土，同时，卵石混凝土保水性差，易泌水，流动度损失较大。

    在中低等级混凝土中，卵石混凝土强度小于碎石混凝土，但在高等级混凝土中，卵石混凝土早期强度小于碎石混凝土，随着时间推移，后期（60d以后）强度两者相差不大。

    卵石混凝土的弹性模量小于碎石混凝土的弹性模量，但卵石混凝土的弹性模量离散性较大，开裂风险较大。尤其，混凝土弹性模量和强度之间存在一定正关系，强度越高，对于卵石混凝土，可能其弹性模量的离散性越大，越容易出现开裂。

    4结语

    卵石也能配置高强度混凝土，并且其工作性能和耐久性满足设计要求。卵石混凝土具有更好的塑形变形，不同强度上，高强度卵石混凝土流动度损失值要小。卵石混凝土强度上比碎石混凝土好，相同条件下，卵石混凝土弹性模量高于碎石混凝土，具有更好的抗疲劳性能。

    卵石混凝土的使用，降低了混凝土生产成本，但在使用卵石混凝土过程也应注意以下几点。

    ①在中等级以下混凝土生产中，使用卵石需注意控制其保水性，应适当降低单位用水量;②使用卵石生产混凝土，混凝土存在一定的开裂风险;③在生产高标号预应力混凝土时，由于张拉要求，对混凝土早期强度有一定规定，建议不要使用卵石进行混凝土生产;④由于卵石表面过于光滑，不易挂浆，将导致混凝土自密实性较差，所以在生产自密实混凝土时，建议不采用卵石。

    参考文献：

    [1]NEVILLEAM.混凝土的性能[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

    [2]冯太坤.混凝土的强与抗压弹性模量变化增长初探[J].工程建设，2013，（05）