水泥混凝土用粗集料针片状颗粒含量试验分析

摘要：粗集料颗粒形态对会影响水泥混凝土性能，因此国家对粗集料颗粒形态的限制要求比较高，尤其是针片状颗粒含量，针片状粒径大小也会影响水泥混凝土性能。在条件一致时，针片状颗粒越大，则水泥混凝土性能影响也越大。所以在测定针片状颗粒含量时，必须对颗粒粒径与水泥混凝土性能的影响关系进行分析，同时提出有价值的研究结论。

关键词：水泥混凝土；粗集料；针片状颗粒；含量试验

在水泥混凝土原材料中，粗集料属于重要组成。一般情况下，粗集料颗粒形态包含片状、针状、棱角状等。其中，片状和针状会影响水泥混凝土的稳定性、强度与和易性，所以必须限制粗集料中的针状与片状颗粒含量。按照现行标准，规定了不同用途的水泥混凝土针片状颗粒含量，同时限制针片状颗粒总含量。在实际检测中，不同粒径针片状颗粒对水泥混凝土性能的不同，当针片状含量相同时，颗粒粒径越大，对水泥混凝土的影响就越大。 1、试验材料与试验方案设计 1.1试验材料

水泥选择P.C32.5；细集料为风干河沙，含泥量为1%，细度模数为2.6；粗集料为连续级配碎石，粒径为4.64mm~30.4mm，人工挑选出针片状颗粒；自来水。 1.2设计试验方案

在试验开展前，选择棱角状碎石，初次检验发现针片状颗粒居多。清洗和风干原材料。为了全面分析不同粒径针片状颗粒与水泥混凝土性能的影响关系，将针片状颗粒设置在筛孔上。由于颗粒粒径的差异不大，试验结果不明显，所以需要优化试验方案：在试验操作时，选择4.75mm、16mm与26.5mm的3个粒径，筛分试样之后，将其存储于容器备用，同时挑选出容器内的针片状颗粒。试验操作方法完全按照国家行业标准，挑选出4.75mm、16mm与26.5mm粒径的针片状颗粒待用。按照现行标准选择碎石颗粒级配范围，按照现场材料，固定试验用碎石级配。如表1所示：

表1 碎石颗粒级配与选用

按照表1所提出的标准，针片状颗粒含量指标如下：Ⅰ：小于5%；Ⅱ：小于15%；Ⅲ：小于25%。

提供针片状颗粒的总含量，按照标准规定与工程实际，设计以下试验方案：针片状颗粒总含量包括5%、15%25%。为了对试验结果进行分析，需要规定不同粒径的针片状颗粒含量，同时确保颗粒集中在4.75mm、16mm、26.5mm筛孔上。人为添加针片状颗粒，其余均为挑选的无针片状颗粒。 2、试验过程

2.1粗集料空隙率与密度试验

在研究水泥混凝土性能之前，应当按照现行行业标准，对不同试验方案的振实堆积密度、表观密度进行试验，以此计算空隙率。结果如表2所示： 表2 不同方案粗集料空隙率与密度结果

通过表2数据可知，当针片状含量在15%时，颗粒会集中在26.5mm筛孔上，表明粗集料振实堆积密度小，空隙率比较高。当针片状含量在25%时，颗粒会集

中在16mm筛孔上，表明粗集料振实堆积密度小，空隙率比较高。 2.2混凝土性能试验

为了测试水泥混凝土的性能，根据传统混凝土配合比方法，优化设计配合比。原材料选用包括水泥、细集料、粗集料和自来水。混凝土为C30强度，坍落度为30mm~50mm，28d抗压强度为36.2MPa。按照质量法计算配合比，获得初级配合比为370:175:596:1252，根据配合比，在实验室内进行试拌与调整，以此获得配合比为381:180:592:1252，按照配合比测定混凝土工作性能，为了便于分析和研究，需要应用相同拌合物进行制件，选择两组立方体试件。测定7d抗压强度，同时按照经验公式，计算出28d抗压强度。表3为水泥混凝土性能、抗压强度测试结果。

表3 水泥混凝土性能、抗压强度测试结果

分析表3结果可知，当针片状含量在5%时，针片状颗粒在不同筛孔上的试验结果差异小，性能良。当针片状含量在15%时，针片状颗粒集中在4.75mm筛孔上，性能良。然而在16mm和26.5mm筛孔上，混凝土流动性和保水性均比较差。当针片状含量在25%时，针片状颗粒集中在4.75mm筛孔上，性能良。然而在16mm和26.5mm筛孔上，混凝土流动性和保水性均比较差，性能影响显著。通过分析强度试验结果控制，针片状颗粒总量增加时，强度系数会持续下降。由于受到时间限制，没有检测水泥混凝土的耐久性。按照试验结果分析，当水泥混凝土的保水性差时，则需水量比较大，对混凝土耐久性的影响较大。

通过分析整个试验过程可知，在粗集料中，当针片状颗粒含量多，颗粒粒径大时，将会影响工作性能，提升空隙率，影响强度等级，对水泥混凝土的耐久性影响明显。

3、结束语

综上所述，在现行行业标准中，对针片状颗粒含量做出明确规定，主要针对针片状颗粒含量做出规定，未规定不同粒径针片状颗粒的影响。通过此次试验可知，当针片状颗粒含量在15%时，则要考虑粒径大小。不同粒径大小，对水泥混凝土性能影响不同。通过本文试验研究，可以得出以下结论：第一，在粗集料中，针片状颗粒多集中于4.75 mm筛孔上，对水泥混凝土性能影响比较小，因此可以适当放宽标准规定；第二，在本次试验中发现，当针片状颗粒粒径大于16mm时，多集中于19mm、26.5mm筛孔上，当颗粒含量在5%以内时，则不会影响水泥混凝土的性能。当含量大于15%时，将会严重影响水泥混凝的性能。第三。针对针片状颗粒的不同粒径，应当赋予相应的影响系数。按照不同粒径颗粒与影响系数的乘积，可以计算出针片状颗粒总含量，以此反映出集料性能。第四，此次研究组只针对低强度水泥混凝土，在后续研究中，还应当对高强度水泥混凝土展开试验研究，明确针片状颗粒含量对水泥混凝土性能的影响。

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