混凝土骨料

骨料通常被认为在混凝土混合物中起到填充作用，但仔细观察会发现骨料在混凝土性能中起着非常重要的作用。 类型、尺寸、形状、单位重量和水分含量的变化会影响混凝土混合物的性能。 在本文中，我们将全面概述混凝土骨料的物理和化学特性。

在混凝土中使用骨料的重要性

许多类型的建筑材料，包括混凝土、沥青和砂浆，都使用骨料作为主要材料。 将它们用作混凝土材料可降低生产成本并提高混凝土混合物的强度。 砂骨料约占混凝土体积的 60% 至 75%。

混凝土骨料

骨料的特性使这些材料被认为是道路、人行道、停车场、机场跑道、铁路轨道和一组建筑物的建设和维护的基本材料。 事实上，大多数建设项目的设计阶段通常需要对骨料的来源进行详细分析，包括其类型、尺寸和物理特性。

除建筑项目外，骨料还可用于排水、水过滤和侵蚀控制。 它们也可以用作路堤工程中的填料。 然而，骨料最重要的用途是与混凝土有关，重要的是要考虑工作的方方面面。

混凝土骨料的种类

骨料的主要类型分为两种：

砂（细骨料）

沙子大小在 4.75 到 0.15 毫米之间。 换句话说，通过4.75毫米筛子并留在0.15毫米筛子上的颗粒的大小称为沙子。 沙子在世界各地很容易获得。

沙子（粗骨料）

粗骨料是留在筛子上的那些，目数为 4.75 毫米。 最大晶粒尺寸为 7.5 毫米。 河床砂是制造普通混凝土的最佳粗骨料。

骨料按生产方法分类

就生产来源而言，骨料可分为以下几种：

自然的

天然骨料包括从天然来源获得的所有类型的细骨料和粗骨料。 例子包括河床沙子或由爆破山脉或工厂产生的天然骨料。

副产品

这些包括从一些工业和冶金工程中作为废物获得的材料。 机车和熔炉中的煤燃烧产物和高炉渣属于这种类型。

处理

这些在聚合中形成了一个特殊的类。 加工骨料专门用于生产优质混凝土和轻质混凝土。 加工产品通常包括烧粘土、页岩、蛭石和珠光体

基于密度的骨料分类

基于重量的等级分为三种类型，如下所示：

• 轻的
• 标准
• 高密度

在不同的应用中使用不同密度的聚集体。 轻质和超轻质骨料比重质骨料多孔，因此可广泛用于绿色屋顶（屋顶花园）。

这些骨料还用于混凝土砌块混合物、路面以及与绝缘和防火相关的应用。 高密度骨料用于制造重混凝土。 这种类型的骨料用于需要高强度混凝土结构的情况。

基于形状的骨料分类

形状是分离材料的最有效方法之一。 骨料的形状会对混凝土的性能和抗压强度产生显着影响。 如果需要，从信誉良好的供应商批量购买的骨料形状可以相似。 但如果有必要，可以使用不同形状的骨料的混合物。

不同形状的聚集体是：

• 圆角：被空气、侵蚀和河流流平的天然颗粒称为圆角骨料。 河床中的沙子是最常见的圆角骨料。 圆角骨料是混凝土高和易性的主要因素。
• 不规则的：这些聚集体是由侵蚀形成的，但不是完全圆角的，并且是多面的。 这些骨料会降低混凝土的效率。
• 尖角：对于高强混凝土，尖粒骨料是最佳选择。 效率很低，但这个问题可以通过用圆形或更小的骨料填充空白空间来弥补。
• 薄片：定义为长度大于宽度的聚集体。 这些聚集体具有较大的表面积，因此会吸收大量水分。

了解骨料在形状方面的作用会对混凝土的性能和抗压强度产生惊人的影响。 因此，在选择骨料类型时，必须认真考虑外观。

混凝土搅拌设计中使用的骨料百分比

骨料约占典型混凝土混合物的 60% 至 80%，因此必须正确选择骨料，以对混凝土的强度、性能、抛光和耐久性产生积极影响。 在混合方案中，混凝土组分通常按以下比例考虑：

混凝土骨料的化学性质

天然骨料由多种矿物质制成，例如二氧化硅、长石、云母、碳酸盐、硫酸盐、硫化铁、沸石、氧化铁和粘土。 所有矿物骨料都必须具有良好骨料的所有特性，以便它们可以用于混凝土或其他用途。

所有可能损害混凝土耐久性和强度并导致其变得不合适的材料都应丢弃。

聚集体的碱性反应

骨料的碱性反应 (AAR) 是一种反应，开始于活性二氧化硅矿物或由水泥中的碱性氢氧化物（K2O 和 Na2O）形成的其他冷冻矿物的侵蚀。 该反应产生碱性硅酸盐凝胶，在水存在下具有无限膨胀的潜力。

这种膨胀破坏了混凝土的完整性、强度和耐久性。 通过采用低水灰比和使用低碱度水泥，可以防止这个问题。

骨料对混凝土的影响

尽管骨料通常被认为是无效的填料，但这些建筑材料定义了混凝土的热、弹性和尺寸稳定性特性。 在确定混凝土的强度时，骨料的有效性是其他混凝土成分的数倍。 轻骨料制成的混凝土可能会受到骨料抗压强度的影响！

在混合混凝土以获得所需的混合物之前，必须了解骨料的其他物理特性。 这些特性包括形状、质地、层次、水分、比重、反应性和单位重量。 这些特性以及水与水泥的比例决定了混凝土的强度、性能和耐久性。

骨料的形状和质地对混凝土性能的影响比任何其他因素都大。 当使用圆角骨料而不是尖角骨料时，混凝土会更有效。 河床或海岸上的大多数天然沙子都光滑而圆润。 粉碎的骨料产生更多的棱角和细长的骨料，具有更高的表面积与体积比，但需要更多的水泥浆来生产更有效的混凝土混合物。

骨料的表面纹理可以是光滑的或粗糙的。 光滑的表面可以提高性能； 然而，粗糙的表面会在浆料和骨料之间产生更牢固的结合，并增加混凝土的抗压强度。 骨料尺寸的分级或分布是一个重要特征，因为它决定了水泥浆的用量。 水泥浆是成本控制因素，因为水泥比其他成分更昂贵。

所需的水泥浆量取决于需要填充的空间量。 当颗粒尺寸均匀时，它们会在混凝土中形成最多的孔。 但是，当使用不同尺寸的颗粒时，空隙会被填满，水泥浆的需求就会减少。 这些空隙填充得越多，混凝土的稠度、性能和极限抗压强度就越好。

最后一个字

虽然骨料通常被称为填料，但它们的各种性能将极大地影响混凝土的强度、耐久性、效率和经济条件。 骨料的不同特性将为设计师和承包商创造更大的灵活性，以满足建筑物的设计和施工要求。