碎石的颗粒级配与粒形对混凝土的和易性和强度性能有比较显著的影响。颗粒级配差的碎石空隙率增大，在浆体量一定的情况下，填隙的砂浆多而包裹石
头的砂浆变少，使混凝土的包裹性、粘聚性变差，从而不利于泵送与施工。针片状碎石增加了新拌混凝土在流动过程中的摩擦阻力，针片状碎石的坚韧性比普通粒形
的坚韧性差，从而影响着混凝土的强度性能。研究针片状碎石对混凝土性能的影响，有利于石场和用石单位有效控制碎石的质量，从而提高建筑工程质量。以下主要
通过对C50混凝土的配比试验方法和试验结果的分析，观察其中针片状碎石的含量对混凝土的和易性及抗压强度值的影响。
1 试验方法
1.1 原材料的选择
（1）水泥：选用广州某水泥厂生产的52.5R PO型水泥，其性能指标见表1。
（2）粉煤灰：选用某电厂II级风选粉煤灰，其性能指标见表2。
（3）砂：其性能指标见表3。
（4）粗骨料：粗骨料碎石，性能指标见表4。
表1 水泥性能指标
|
品 种 |
抗折强度（MPa） |
抗压强度（MPa） |
|
3 d |
28 d |
3 d |
28 d |
|
52.5R PO水泥 |
5.9 |
8.9 |
34.6 |
64.2 |
表2 粉煤灰性能指标
|
等 级 |
细度（45 μm）筛余（10-2） |
含碳量（10-2） |
需水量比10-2 |
储水量（10-2） |
|
II级灰 |
17 |
4.2 |
102 |
0.2 |
表3 砂的性能指标
|
品 种 |
细度模数 |
含泥量（10-2） |
堆积密度（kg/ m3） |
表观密度（kg/ m3） |
|
中砂II区 |
2.8 |
0.8 |
1 510 |
2 608 |
表4 碎石的性能指标
|
颗粒级配 |
针片状含量（10-2） |
压碎指标（10-2） |
堆积密度（kg/ m3） |
表观密度（kg/ m3） |
|
5～30 mm连续级配石 |
13 |
7.8 |
1 520 |
2 632 |
（5）外加剂：选用湛江FDN-5高效减水剂。
国家标准对针片状石的定义为凡岩石颗粒长度大于该颗粒所属粒径的平均粒径的2.4倍者为针状颗粒，厚度小于平均粒径的0.4倍者为片状颗粒。平均粒径指该
粒级上下限粒径的平均值。根据该规定，人工分检出针片状碎石，把不含针片状的碎石（基准石）与针片状碎石分别放好，以备使用。
1.2混凝土配合比设计
为便于观察针片状碎石对混凝土性能的影响，选用C50泵送混凝土配合比（其配合比列于表5），设计目标为混凝土初始坍落度约为20 cm，扩展度约为50 cm，和易性好，不离析
表5 C50混凝土配合比
|
水胶比 |
水泥
（kg/ m3） |
水
（kg/ m3） |
砂石
（kg/ m3） |
粉煤灰
（kg/ m3） |
外加剂
（kg/ m3） |
砂率
（10-2） |
容重
（kg/ m3） |
|
0.37 |
389 |
169 |
1 068 |
103 |
17.2 |
38 |
2 400 |
不泌水。为了综合考虑混凝土的泵送性能和经济成本，在强度保证的前提下，可掺用二级粉煤灰取代15%的水泥量，粉煤灰超量系数K=1.5，这样既能满足泵送所要求的浆体量与粘聚性，又能节省水泥和降低水化热。外加剂使用湛江FDN-5高效减水剂，实际用水量为设计用水量减去外加剂带入的水量 ="shwlm./news/hy/604.html#_ftn1" name="_ftnref1" title="">①。
1.3 混凝土试配
在试验过程中，只改变碎石中针片状碎石的用量，其他原材料认定不变，观察针片状碎石对混凝土和易性的影响。试验情况列于表6。
表6 针片状碎石含量对混凝土和易性的影响
|
编 号 |
针片状比例（10-2） |
坍落度 |
扩展度 |
|
1# |
0 |
0.21 m |
0.53 cm |
|
2# |
5 |
0.215 m |
0.53 cm |
|
3# |
10 |
0.22 m |
0.54 cm |
|
4# |
15 |
0.21 m |
0.53 cm |
|
5# |
20 |
0.20 m |
0.50 cm |
|
6# |
25 |
0.20 m |
0.48 cm |
|
7# |
30 |
0.20 m |
0.47 cm |
|
8# |
40 |
0.19 m |
0.45 cm |
从表6中的试验数据可以看出，新拌混凝土的坍落度的扩展度，基本是随着针片状碎石含量的增加而变小。1#混凝土中碎石不含针片状石，其坍落度与扩展度比较
大，但和易性不好。混凝土出槽时比较稀，砂浆对石的包裹性不好，有一点泌水离析现象。这是由于碎石中缺少一小部分针片状碎石，使其级配不好而造成的，这一
点在2#混凝土中得到验证。3#、4#混凝土刚出槽时，其和易性比1#和5#～8#混凝土好。平常使用的连续级配碎石，其针片状碎石含量也为10%左右。
从表6中的数据和当时试验情况可以看出，随着针片状碎石含量的增加，其和易性变差。8#混凝土中针片状碎石含量为40%，级配非常不理想，其坍落度为
19.0 cm，扩展度只有45.0
cm，新拌混凝土出槽后，很快停止流动，有比较明显的泌水离析现象。从表6数据还可以看出，针片状碎石也影响混凝土坍落度损失和扩展度损失，随着针片状碎
石含量的增加，坍落度损失和扩展损失都有一定程度的增大；但对坍落度损失的影响不太明显，对扩展度损失的影响比较明显。
1.4混凝土的强度性能
对每组新拌混凝土，测完其坍落度损失和扩展度损失后装模成型。每组成型9块尺寸为15 cm×15 cm×15 cm试模，三条尺寸为10
cm×10 cm×10 cm的试模，以便测试3 d、7 d、28
d混凝土抗压强度值。成型后放于室内，1d后脱模放于标准养护室。到了28天龄期，提前几小时从养护室取出，放于压力机旁把试块晾干，按规范操作万能压力
机测试混凝土的抗压强度，其值列于表7。从表7的数据可以看出，混凝土3d抗压强度基本上达到了设计强度
表7 不同龄期混凝土抗压强度值（MPa）
|
龄期 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
7# |
8# |
|
3 d |
48.3 |
46.0 |
46.2 |
48.0 |
45.8 |
47.4 |
41.0 |
40.5 |
|
7 d |
52.0 |
51.6 |
51.0 |
51.7 |
49.4 |
52.3 |
46.2 |
46.5 |
|
28 d |
62.4 |
61.5 |
58.8 |
60.0 |
59.3 |
61.3 |
53.4 |
55.4 |
值的70%～80%，符合设计要求。28 d抗压强度值，除了针片状含量较高的7#和8#达不到设计强度值(58.2
MPa)外，其余都能达到设计强度值。从表7中数据还可以看出，混凝土3 d、7 d和28
d抗压强度值随着碎石针片状含量的增加而降低，尤其28天抗压强度值，这种降低趋势较为明显。
2 试验结果分析
2.1 新拌混凝土的和易性随针片状含量的增加而变差
泵送混凝土，为便于泵送与施工，坍落度一般控制在20 cm左右，扩展度控制在50
cm左右，浆体量、粘聚性适中，不离析不泌水。为使混凝土达到这种好的泵送效果，对粗骨料的质量有一定的要求。粗骨料的颗粒级配要合理，粒形要好，既要求
碎石扁圆、方圆状石头多，又要求针片状石头少，这是因为混凝土在流动过程中，扁圆、方圆状石头是滚动的，摩擦阻力小，坍落度、扩展度大，便于泵送与施工；
针片状石头是滑动的，摩擦阻力大，致使坍落度、扩展度小，不利于泵送与施工。同样重量的碎石，针片状碎石的表面积大于扁圆、方圆形碎石。针片状碎石表面积
大，吸水量也大，从而造成游离水相对少而使流动性不好。同时，由于针片状碎石表面积大，就需要更多的砂浆去包裹它们；但在浆体量一定的情况下，针片状碎石
含量多，却没有足够多的浆体去包裹碎石。致使混凝土粘聚性不好而出现泌水离析现象，最终影响混凝土的泵送与施工。