问下大家,为什么粗骨料的粒径分布越大 表面积越小

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一般普通商品混凝土信息价取碎石最大粒径40mm,还是20mm?
一般普通商品混凝土信息价取碎石最大粒径40mm,还是20mm?
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一般普通商品混凝土信息价取碎石最大粒径40mm,还是20mm?
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一般普通商品混凝土信息价取碎石最大粒径不是40mm,还是20mm的。
地区:新疆
等级:15 级
头衔:亚太区总裁
一般普通商品混凝土信息价按20mm
地区:北京
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关于石子粒径的一些约定:
混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大,其表面积越小,通常空隙率也相应减小,因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少,有利于节约水泥、降低成本,并改善混凝土性能。所以在条件许可的情况下,应尽量选得较大粒径的骨料。但在实际工程上,骨料最大粒径受到多种条件的限制:
①最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的1/4,同时不得大于钢筋净距的3/4。
②对于混凝土实心板,最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得大于40mm。
③对于泵送混凝土,当泵送高度在50m以下时,最大粒径与输送管内径之比,碎石不宜大于1:3;卵石不宜大于1:2.5。
④对大体积混凝土(如混凝土坝或围堤)或疏筋混凝土,往往受到搅拌设备和运输、成型设备条件的限制。有时为了节省水泥,降低收缩,可在大体积混凝土中抛入大块石(或称毛石),常称作抛石混凝土。
地区:山西
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商品混凝土定额配合比一般是石子粒径31.5mm,信息价取碎石最大粒径应该是31.5mm。
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建筑材料:石子规格的问题?
粗骨料  颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。碎石为岩石(有时采用大块卵石,称为碎卵石)经破碎、筛分而得;卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。通常根据卵石和碎石的技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。Ⅰ类用于强度等级大于C60的混凝土;Ⅱ类用于C30~C60的混凝土;Ⅲ类用于小于C30的混凝土。  粗骨料的主要技术指标有:  1、有害杂质。与细骨料中的有害杂质一样,主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等。应符合《建筑用卵石、碎石》(GB/T)的要求。JGJ53《普通混凝土用碎石和卵石质量标准及检验方法》也作了相应规定。  2、粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙,且多棱角,因此,拌制的混凝土拌合物流动性较差,但与水泥粘结强度较高,配合比相同时,混凝土强度相对较高。卵石表面较光滑,少棱角,因此拌合物的流动性较好,但粘结性能较差,强度相对较低。但若保持流动性相同,由于卵石可比碎石少用适量水,因此卵石混凝土强度并不一定低。  3、粗骨料最大粒径。混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大,其表面积越小,通常空隙率也相应减小,因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少,有利于节约水泥、降低成本,并改善混凝土性能。所以在条件许可的情况下,应尽量选得较大粒径的骨料。但在实际工程上,骨料最大粒径受到多种条件的限制:①最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的1/4,同时不得大于钢筋净距的3/4。②对于混凝土实心板,最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得大于40mm。③对于泵送混凝土,当泵送高度在50m以下时,最大粒径与输送管内径之比,碎石不宜大于1:3;卵石不宜大于1:2.5。④对大体积混凝土(如混凝土坝或围堤)或疏筋混凝土,往往受到搅拌设备和运输、成型设备条件的限制。有时为了节省水泥,降低收缩,可在大体积混凝土中抛入大块石(或称毛石),常称作抛石混凝土。  4、粗骨料的颗粒级配。石子的粒级分为连续粒级和单位级两种。连续粒级指5mm以上至最大粒径Dmmax,各粒级均占一定比例,且在一定范围内。单粒级指从1/2最大粒径开始至Dmax。单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级,也可与连续粒级混合使用,以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。单粒级一般不宜单独用来配制混凝土,如必须单独使用,则应作技术经济分析,并通过试验证明不发生离析或影响混凝土的质量。  5、石子的级配与砂的级配一样,通过一套标准筛筛分试验,计算累计筛余率确定。根据,碎石和卵石级配均应符合GB/T14685的要求。6.粗骨料的坚固性。粗骨料的坚固性指标与砂相似。细骨料  公称粒径在0.15~5.0mm之间的骨料称为细骨料,亦即砂。常用的细骨料有河砂、海砂、山砂和机制砂(有时也称为人工砂、加工砂)等。通常根据技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。Ⅰ类用于强度等级大于C60的混凝土;Ⅱ类用于C30~C60的混凝土;Ⅲ类用于小于C30的混凝土。  海砂可用于配制素混凝土,但不能直接用于配制钢筋混凝土,主要是氯离子含量高,容易导致钢筋锈蚀,如要使用,必须经过淡水冲洗,使有害成份含量减少到要求以下。山砂可以直接用于一般工程混凝土结构,当用于重要结构物时,必须通过坚固性试验和碱活性试验。机制砂是指将卵石或岩石用机械破碎的方法,通过冲洗、过筛制成。通常是在加工碎卵石或碎石时,将小于10mm的部分进一步加工而成。   细骨料的主要质量指标有:  1、有害杂质含量。细骨料中的有害杂质主要包括两方面:①粘土和云母。它们粘附于砂表面或夹杂其中,严重降低水泥与砂的粘结强度,从而降低混凝土的强度、抗渗性和抗冻性,增大混凝土的收缩。②有机质、硫化物及硫酸盐。它们对水泥有腐蚀作用,从而影响混凝土的性能。因此对有害杂质含量必须加以限制。《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52-1992)中对有害杂质含量也作了相应规定。其中云母含量不得大于2%,轻物质含量和硫化物及硫酸盐含量分别不得大于1%,含泥量及泥块含量的限值为:当小于C30时分别不大于5%和1%,当大于等于C30时,分别不大于3%和1%。2、颗粒形状及表面特征。河砂和海砂经水流冲刷,颗粒多为近似球状,且表面少棱角、较光滑,配制的混凝土流动性往往比山砂或机制砂好,但与水泥的粘结性能相对较差;山砂和机制砂表面较粗糙,多棱角,故混凝土拌合物流动性相对较差,但与水泥的粘结性能较好。水灰比相同时,山砂或机制砂配制的混凝土强度略高;而流动性相同时,因山砂和机制砂用水量较大,故混凝土强度相近。  3、坚固性。砂是由天然岩石经自然风化作用而成,机制砂也会含大量风化岩体,在冻融或干湿循环作用下有可能继续风化,因此对某些重要工程或特殊环境下工作的混凝土用砂,应做坚固性检验。如严寒地区室外工程,并处于湿潮或干湿交替状态下的混凝土,有腐蚀介质存在或处于水位升降区的混凝土等等。坚固性根据GB/T14684规定,采用硫酸钠溶液浸泡→烘干→浸泡循环试验法检验。4、砂的颗粒级配。砂的颗粒级配指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充,中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充,如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态,空隙率达到最小值,堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥,提高混凝土综合性能的目标。因此,砂颗粒级配反映空隙率大小。
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& 粗骨料性能对混凝土强度的影响
粗骨料性能对混凝土强度的影响
核心提示:摘要: 粗骨料各方面的性能对混凝土都有较大的影响,其中以最大粒径和颗粒级配对混凝土性能的影响最为显著,高性能混凝土对粗骨料的各方面性能要求更高。本文分析了 摘要: 粗骨料各方面的性能对都有较大的影响,其中以最大粒径和颗粒级配对商品混凝土性能的影响最为显著,高性能商品混凝土对粗骨料的各方面性能要求更高。本文分析了粗骨料的最大粒径、颗粒级配对商品混凝土强度的影响,并从理论上分析了其表面特征及物理性能对商品混凝土性能的影响。 中国论文网 关 键 词:粗骨料;级配;强度 在商品混凝土工程中粒径在0.15-5mm之间的岩石颗粒称为细骨料,粒径在5 mm以上的岩石颗粒称为粗骨料,即石子。粗骨料是商品混凝土的主要组成材料,其特征和性能直接影响和决定着商品混凝土的性能。本文就粗骨料的各方面的性能对商品混凝土强度的影响做如下分析。 1、最大粒径 骨料的公称粒径的上限为该粒级的最大粒径。骨料的最大粒径大,比表面积小,空隙率也比较小。这就可以节省与用水量,提高商品混凝土的密实度,抗渗性,强度。所以一般尽量选用较大的骨料最大粒径。 最大粒径的尺寸选择受结构物的尺寸及钢筋的密度限制,在选择最大粒径时,应该视具体工程特点而定。粒径越大,颗粒内部缺陷存在的机率越大;粒径越大,颗粒在商品混凝土拌合中下沉速度越快,造成商品混凝土内部颗粒分布不均匀,进而使硬化后的商品混凝土整体强度降低。在普通商品混凝土中 ,粗骨料的最大粒径对强度影响不大。对此,我们做了实验,其实验结果如表 1。 表1C30商品混凝土试验结果
但是在配制高强商品混凝土时,碎石的最大粒径对商品混凝土强度却较为为显著,我国现行规范规定为不超过 31.5mm ,通常取 20~25 mm 。对此 , 我们也做了相应的实验,实验结果如表2。 表2 C60级商品混凝土试验结果
从表2中可见,碎石的最大粒径对高强商品混凝土的强度有较大影响。因此,对于高性能商品混凝土,所用石子的最大粒径要有限制。商品混凝土强度为60~100MPa时,石子最大粒径可以选为不大于20mm。在配制高强商品混凝土时要限制粗集料的最大粒径,其主要原因如下: ①在集料与水泥石界面,不可避免地存在着界面过渡区,这是商品混凝土中的最薄弱环节。集料尺寸越大,界面过渡区也越大。在商品混凝土受力过程中,较大缺陷边缘将产生较大的应力集中,使得商品混凝土承受荷载的能力下降,因而商品混凝土强度降低。 ②由于水泥石与集料弹性变形性能的不一致性,在商品混凝土受力过程中将产生商品混凝土内部应力分布的不均匀性。集料粒径越大,商品混凝土各部分所承受的应力差别也越大。 由于上述这些原因,具有较大粒径集料的商品混凝土往往难以达到很高的强度,因此,在配制高强商品混凝土时常常限制集料的最大粒径。 2、颗粒级配 骨料的级配如果选择不当,则需要多耗费水泥浆,才能使商品混凝土获得良好的流动性。有时,即使多使用水泥,硬化后的性能也受一定的影响。故骨料级配具有一定的现实意义。关于级配对商品混凝土的影响,我们做了实验,实验结果如表3 所示。
从表3 中可以看出,连续级配和间断级配均对商品混凝土的强度有较大的影响。因此,在不具备连续级配的碎石时,可以采用间断级配。颗粒级配越好,空隙率越小。一般碎石的空隙率控制在44 %以内为宜。 3 、物理性能和表面特征 碎石的表面特征主要是指骨料表面的粗糙程度及其颗粒形状等。一般情况下,卵石表面光滑,少棱角,空隙较小,拌制商品混凝土时用水泥量较少,和易性较好,但与水泥浆的粘结力较差; 碎石颗粒粗糙有棱角,空隙率和总比表面积大,与卵石商品混凝土比较,碎石商品混凝土所需水泥量较大,但与水泥浆的粘结力较强。 骨料的颗粒形状以接近球形或立方体形为优,针片状颗粒为差。针片状颗粒容易增加空隙率,降低商品混凝土的和易性,破坏界面间的粘结力,并且针片状颗粒容易折断,所以针片状颗粒必须根据强度等级进行限制。 4、强度 JGJ52规定,岩石的抗压强度应该为商品混凝土强度的1.5倍以上。天然石子有很高的强度 ,即使是经强烈风化的低强度花岗岩,其岩石抗压强度也可达 80~100 MPa。因此,在普通商品混凝土中,碎石的强度对商品混凝土强度的影响不大,但对高强商品混凝土则大不相同。高强商品混凝土的水胶比较小,水泥砂浆构成的强度较高,所以要求碎石的强度也要相应提高。 综上所述 ,碎石的最大粒径对普通商品混凝土的性能影响不大;对高性能商品混凝土却有显著影响,我国现行规范规定骨料的最大粒径为不超过31.5 mm,通常取20~25 mm,粗骨料级配后的空隙率应不大于 44 %。表面特征以表面粗糙为好,颗粒形状以接近球形或立方体形为优。其强度对普通商品混凝土性能几乎无影响,高性能商品混凝土对此有较高要求。 注:文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
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粗骨料粒径和级配对混凝土性能的影响
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3秒自动关闭窗口为什么在混凝土中水灰比越低骨料的粒径对混凝土的强度影响越大,而在较高水灰比中影响却不大?
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个人拙见。
在细观层次上,混凝土由水泥砂浆、粗骨料及二者间界面过渡区(ITZ)三相组成。在混凝土的浇筑过程中,由于骨料边界的存在,使得骨料周围的水泥颗粒的排列比远离骨料的水泥颗粒要松散,形成力学性能较弱的界面过渡区。一般认为,在这三相中,骨料强度 & 水泥砂浆 & 界面过渡区。
混凝土的破坏过程个人认为就是裂缝的发展过程,微裂缝的形成,发展,最终形成贯穿的大裂缝,混凝土破坏。微裂缝的形成一般就从界面过渡区开始形成,有没有发现混凝土最后的破坏面上有很多的骨料边界?(学渣表示后悔混凝土试验课没好好观察。&_&。盗图一张)
好。切回正题。
微裂缝产生于界面过渡区(即粗骨料边界),如果要贯通并最终导致破坏的话,必须使水泥砂浆破坏形成裂缝贯穿的“通道”。
当水灰比较小的时候,水泥砂浆的强度较大(明显大于界面过渡区的强度)。形成单位长度的“通道”比在界面过渡区扩展单位长度的微裂缝要更困难。此时,粗骨料的最大粒径越小,所需要的“通道”越长,所以混凝土的抗压强度越大。
而当水灰比较大的时候,水泥砂浆的强度较小(比界面过渡区的强度大不了多少)。形成单位长度的“通道”和在界面过渡区扩展单位长度的微裂缝难度相差不大。所以此时无论粗骨料的最大粒径是多少,如果假设最后形成的贯穿裂缝相似的话,混凝土的抗压强度相差不大。
其实界面过渡区的强度和很多因素有关,粗骨料的粗糙度,粗骨料的形状,水泥砂浆的强度等等。我这里也是最简单的假设,不一定都对。谢谢。
这张图的原始出处是 Cordon, William A., and Gillespie, Aldridge H., “Variables in Concrete Aggregates and Portland Cement Paste which
Influence the Strength of Concrete,” Proceedings of the American Concrete Institute, vol. 60, no. 8, American Concrete
Institute, Farmington Hills, Michigan, August 1963, pages 1029 to 1050; and Discussion, March 1964, pages 1981 to 1998.伯克利的 Mehta 和 Monteiro 的经典教科书 Concrete: Microstructure, Properties, and Materials 也引用了这张图(Fig 3-5),并且讨论了可能的原因。Mehta 和 Monterio 认为最主要的原因是 ITZ 的存在,以下为引用的这本教科书的原文:Cordon and Gillispie (Fig. 3-5) showed that, in the No. 4 mesh to 3 in. range (5 to 75 mm) the effect of increasing maximum aggregate size on the 28-day compressive strengths of the concrete was more pronounced with a high-strength (0.4 watercement ratio) and a moderate-strength (0.55 water-cement ratio) concrete than with a low-strength concrete (0.7 water-cement ratio). This is because at lower water-cement ratios the reduced porosity of the interfacial transition zone (ITZ) begins to play an important role in the concrete strength.这张图可以从两个方面解读,粗骨料最大粒径 (MSA) 对混凝土强度的影响可以认为是这两个方面的叠加。如果控制强度不变,比如图中红色所示,都是35兆帕左右。为了达到这个混凝土强度目标,如果MSA 是18毫米左右,那么水灰比需要0.55;如果 MSA 是50毫米左右,那么水灰比可以做到0.4。也就是说,强度不变,MSA 越大,水灰比就越小,相应的密实度、耐久性等性能也就越好。从这个角度看,大的 MSA 对混凝土性能有好的作用。如果控制强度不变,比如图中红色所示,都是35兆帕左右。为了达到这个混凝土强度目标,如果MSA 是18毫米左右,那么水灰比需要0.55;如果 MSA 是50毫米左右,那么水灰比可以做到0.4。也就是说,强度不变,MSA 越大,水灰比就越小,相应的密实度、耐久性等性能也就越好。从这个角度看,大的 MSA 对混凝土性能有好的作用。如果控制水灰比不变,比如这张图中的红色折线,水灰比均为0.4,那么随着MSA的增大,混凝土强度显著降低。从这个角度看,大的 MSA 对混凝土性能有不利影响。如果控制水灰比不变,比如这张图中的红色折线,水灰比均为0.4,那么随着MSA的增大,混凝土强度显著降低。从这个角度看,大的 MSA 对混凝土性能有不利影响。综合这两个方面,到底是利大于弊,还是弊大于利,Mehta 和 Monteiro 给出的结论是The net effect will vary with the water-cement ratio of the concrete and the type of applied stress.具体到弊大于利的这一方面,为什么 MSA 越大,ITZ 的影响就越明显呢?为什么 ITZ 会降低混凝土的强度呢?所谓的 ITZ,就是骨料与水泥浆之间的过渡区。传统的观点认为混凝土由两种相组成:骨料和水泥浆;现在的一些观点认为混凝土由三种相组成:骨料、水泥浆、ITZ。ITZ 的存在可以解释很多问题:为什么混凝土受拉是脆性破坏,而受压却不是明显的脆性破坏?单独测试骨料,单独测试水泥浆,它们几乎都是线弹性材料,为什么骨料和水泥浆组成的混凝土却是非线性材料?为什么混凝土的抗压强度比抗拉强度大一个数量级?为什么相同条件下的水泥浆的强度总是大于加了骨料之后的混凝土的强度?为什么混凝土的渗透性比水泥浆要高一个数量级,即使骨料的级配非常合理?骨料和水泥浆之间结合力主要是范德华力,而介于骨料和水泥浆之间的过渡区 ITZ 并不密实,孔洞的体积和数量都要大于水泥浆。这些孔洞的存在削弱了骨料和水泥浆之间的作用力。另外,ITZ 存在有方向性的氢氧化钙晶体,容易发生解理,进一步削弱了强度。更重要的是,ITZ 存在大量的微小裂缝,尤其是骨料粒径很大的时候。在混凝土水化的过程中,骨料表面可能会形成水膜,粒径越大,水膜越厚,尤其是在骨料底部,形成了非常明显的薄弱部位。在外界的轻微扰动产生的拉应力作用下,这些地方的混凝土可能就会开裂,形成微小裂缝。也就是说,即使没有外部荷载,混凝土自身已经有裂缝了。在外部荷载施加以后,这些裂缝会逐渐扩展,导致混凝土的最终破坏。那我们应该如何应对呢?为了减弱 ITZ 的不利影响,目前可以采取的措施包括减小水灰比、添加SCMs(粉煤灰、矿渣等)、减小骨料最大粒径 MSA、延长养护时间等等。
1,随着粗骨料粒径的加大。其与水泥浆体的粘结消弱,增加;混凝土材料内部结构的不连续性,导致混凝土强度降低。2,粗骨料在混凝土中对水泥收缩起约束作用。由于集料与水泥浆体弹模不同,在内部产生拉应力,此应力随粒径增大而增大,会导致混凝土强度降低。3,随着粒径增大,在骨料界面过渡区的氢氧化钙晶体的定向排列程度增大,使界面结构削弱,从而降低混凝土强度,4,粒径大的石子往往在其下部产生水囊(泌水产生的),从而削弱混凝土强度。
对于高水灰比的混凝土来说,本身强度就较低,所以这些不利因素未能完全显现,混凝土本身就已经OVER了。
难得干这么土的一个行业,也会有人邀请回答一下问题。那是抑制不住的高兴呀!我看题主的贴图来自课本,所以显然你不满足于课本旁边的说明,才来问的。那我假设你问这个问题有两个需要,第一,真的想了解更多。第二,想以此为研究课题写论文,或是为了优(zhuang)雅(bi)的谈论下混凝土。如果为了后者,前面几位的回答应该大概可以满足你了,我昨晚看的时候, 还有位专家学者看起来逼格很高的答案 ,赞同的很多,我想如果题主第一时间看到,应该可以满足了。如果还有需要,我最后可以再补充些。如果是为了前者,那我来跟你说道两句。
说之前,先说个笑话破题,说是有个学生去问语文老师题目,语文老师滔滔不绝的跟他讲了半天为这题选B,讲完一看,原来这题选C,然后语文老师面不改色的说,"那我们现在来看看这题为什么选C"。
看到问题时,就发现题主的问题后半句跟图是不对应。于是诚惶诚恐的去查查看下原图是不是真是这样,不然跟上面那语文老师样就尴尬了。但这点也体现出了我们这门学科尴尬的地方,今天你把 这个图反过来贴,下面同样能有一批人跟你分析出为什么,“粒径对高水胶比影响更大!”
所以上面几位的“结论”是相当有代表性的,那就是“不一定都对”跟“权当瞎扯”。为什么会这样, 老师也提到了,因为混凝土的机理很复杂。里面各种因素,相互对抗,“不是东风压倒西风,就是西风压倒东风”所以,一些小的方面上,你这样分析机理也可以,你那样分析机理也没错,但重点就是你先知道答案,然后马后炮一下,说我一看就知道肯定是东风压西风嘛。不然,出丑难免。
我干这行七年,做过省市课题,也在一线拌过近百万方的混凝土,现在又回来当救火队,觉得这行唯一顺则昌,逆则亡的只有鲍罗米公式所阐述的机理,除此之外,都可一试。
所以我们这跟尝百草差不多,你吃好了,医生说,他早知道,你吃死了,医生也说他早知道。然后经过很长的时间之后,吃死很多人后,就会知道哪些会吃死,哪些不会,然后千年后的医生跟你讲(吹)机(牛)理(逼),你就会觉得他好厉害。其实这党人也是瞎猜的。
那么问题来了,那我们废老鼻子力到底是学些什么呢?我的答案的就是记住结论就可以。出问题时,多个方向可以试。如本题,当你发现,你的高水胶比混凝土的强度不理想时,因为有这个图,你就可以试下降低骨料的粒径,那是不是会有作用呢,那肯定不一定。不行我们接着试别的就好了……
在现阶段的技术力量,标准规范跟不上的情况下(希望有天能跟上),这门学科基本还是靠蒙,与其他基本靠蒙的学科,如经济学,医药学一样,我们学科最有力的武器就是数理统计学——你对自己提出的假设验证得越多,你越有可能排除未知,预测结果,而排除未知,预测结果不正是我们最希望得到的吗,至于那些机理,等微观扫描成象,数学模型,跟大型计算机计算跟智能手机一样普及的时候再说吧。最后补充,就是万一其实您不是为了兴趣而进行探讨,请乎略以上,直接看这里:关于机理,除了Cordon Gillispie在我爸还没上小学时就提出的这套,我所知的还有这些人提出过他们的机理解说,吴中伟院士的“中心质假说”,大概意思是骨料周围一定范围内强度高,这些范围是可叠加的,于是骨料细,那么这些范围叠加的就多,于是强度高,反之强度低。
球堆模型,首先设定颗粒是等大的球体,分析等大球体集合(排列)的各种可能格局,进而再研究原模型试样的空隙度。从而组建某一具体模型和球粒装填方式。
J.Hrubisek,L.C.Grathn.H.J.Fraser等人都对等大粒径和不同粒径的球粒群及其孔隙率进行了研究。
经典的骨料颗粒连续和级配理论主要有:W.B.Fuller和S.E.Thompson的最大密度理论,J.Bolomey,RFeret,Zunch联邦实验室,A.Birebent等的级配公式等。一般说来,集料平均粒径D-0.67Dmax,并取决于集料的级配。1933年美国学者C.A.GWemouth,从理论上提出了粒子干涉学说.经典的骨料颗粒间断级配理论主要有RFeret,R.Vallett,等的间断级配理论。我国水利部长江委技术委员会委员刘崇熙,通过对几个著名的级配公式的实验研究提出混凝土骨料包围垛密组合机理。并且发现,混凝土中各种固体颗粒在空间分布的统计规律,既是相互包围,又是相互堆垛的,并和水泥水化凝胶作用,造就混凝土成为一种致密结构,称之为包围垛密结构。以上,谢谢。
老师回答又删开始,就在悄悄关注这个问题;又看了
的回答,没有解释水胶比的关系。混凝土专业良心回答。——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
有两个基本观点,需要声明一下,因为这张图可以从这两个点来解读:1.颗粒(包括骨料)粒径越小,比表面积越大,且大致与直径成反比;2.水的质量在普通混凝土中是除空气外最小的,因此会发生泌水。
大家都在回答ITZ(interfacial transition zone,界面过渡区),因为ITZ脆弱,在体系中相当于缺陷。而ITZ的形成正是由于混凝土中水的密度小,因此会上浮,发生局部泌水。大概就是下面这样,红色表示泌水区域。保水性再好的混凝土拿到SEM下面都会看到这个现象,除非加压成型。
而水在水化过程中消耗,给ITZ的形成提供了空间。
而水在水化过程中消耗,给ITZ的形成提供了空间。
上图为ITZ结构,最左边为骨料,中间六方板状为CH(氢氧化钙),右边为C-S-H凝胶。在这个体系中,CH的强度最低,所以破坏总是发生在这里。
下面就要用到两个基本观点了。
水在新拌混凝土中需要首先润湿颗粒的表面,提供流动性以及后期用来反应。所以在同一水胶比下,可以比表面积可以衡量润湿需要水的多少(加入外加剂,减少润湿用水,以此增加流动性用水)。所以,小粒径颗粒增加,使整个体系的表面积增大,因而改善了骨料周围的局部泌水现象,使骨料与水泥石本体之间的局部水灰比降低,从而界面过渡区和水泥石本体的水灰比梯度减小。局部水灰比的减小使得界面处CH晶体定向排列的空间减小,从而造成界面过渡区缩短。使用小颗粒骨料,就想当于缺陷数量与密度减少,强度自然高。这一点解释了为什么最大粒径小而强度高。
但是,如果水胶比太高了,高到足以润湿颗粒、足以提供流动、足以提供水化用水,这时候,ITZ似乎没什么太大影响了。就算是净浆,做到很大水胶比,强度也是很低的,这一点不用赘述了吧。所以为什么当水胶比到0.7的时候,强度会这么低。
为什么同一组水胶比又都是凸函数呢?我猜!!!!可能是这样的:
骨料比表面积越大,ITZ被细化,强度越高,而骨料粒径越小,比表面积越大,可以看成是与粒径反相关。所以,可以看成是骨料粒径与强度反相关,认为是f=K*1/d(K用来修正比例,大于零),所以关于d求二次导,值小于零,所以判定是凸函数。
修改。我们把水泥浆看成混凝土骨料间的粘合剂。施加同样的外荷载,水泥浆和骨料共同承担。所以水灰比小时,水少,相对的骨料就多。这时主要表现为颗粒承担荷载。而骨料粒径越小,则接触面积大,所以同样的外力产生的应力会小。表现在材料上就是材料能承受应力的能力更强。而水灰比大时,水多,骨料相对较少。试想全是水泥浆了,只有极少骨料的极端情况。好比花生米袋子里全是水,只有几颗花生米。花生米类比骨料,水类比水泥浆,你用力捏袋子,是不是都是水在承担你的力?所以这时颗粒大小并不会产生影响,而主要由水泥浆承担。
就是因为低强度中骨料提供的力的比例大,高强度中小,具体可参考材料力学不同材料组合杆体的模型。
另,砼的破坏是剪坏,骨料之间的嵌固使得剪强度加大。在凝胶粘结力高时,凝胶为抗剪主体,低的时候反而是骨料是抗剪主体。
首先,楼主要明白就是同等条件下,水灰比越高,砼强度越低。但是在考虑流动性后,我们又要打个问号。随着骨料粒径的增大,骨料之前的契合程度越差!越容易形成应力集中!最终强度降低!而且,不合适的级配,容易造成离淅、一般而言,在超过一定粒径后离淅越明显,这就造成强度整地降低!高水灰比下,理论强度本身已经很低,离淅现象就算发生,也不会太明显。而此时,就有骨料强度决定。另外,低水灰比条件下,一般不会有自密实特性,流动性差,易造成不均匀等。还有就是,骨料粒径过大,水灰集度越高,容易出现干缩(收缩?记不清了),而低水灰比下,本身强度已经很低 干缩造成的影响远不如水灰比来的明显。说得比较乱,大概就这些。土木工程材料考得不好,可能乱说的。权当瞎扯
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