连续级配混凝土研究论文

连续级配混凝土研究论文

技术总顾问：赖瑞星  著

国家混凝土机械工程技术研究中心西南基地

中联重科混凝土机械国际管理公司贵阳生产基地

贵州中鼎环保科技有限公司

　　摘要：

　　
　　1.何谓连续级配混凝土。
　　2.混凝土骨材的理想级配。
　　3.如何制作及分析混凝土配比中骨材的总级配曲线。
　　4.不同尺寸骨材的填充量化方法与效果分析。
　　5.连续级配的实例验证。
　　
　　一、何谓混凝土骨材的「连续级配」
　　
　　混凝土所使用的粗、细骨材，系用天然的优良砂石(不得有风化岩、叶岩、碱骨材等)，经破碎、清洗、筛分而成。混凝土产制厂购入时作比重、吸水率、磨损率、健性等材质方面的试验，只要材料的来源没有变化，则这些试验可以较低的的频率为之；但是因为砂、石生产场别之间有很不同的加工方式，产品会有很大的质量差别，再加上碎制砂、石的加工机具很容易产生磨耗，故粗、细成品粒材的级配(粒度)变动是很寻常的；而粗、细骨材占混凝土组成的80%左右，骨材粒度的变动当然是混凝土质量变动的重要因素，管制好骨材级配的变动就成了混凝土生产业者最重要的管制项目，所以混凝土产制厂必须以足够的频率作粒料筛分析的检验，取得生产调整的资料。
　　
　　「骨材的级配」为不同尺寸颗粒排列组合的一种物理量，当大尺寸骨材间之空隙被较小尺寸骨材填塞后，大小颗粒组成一个密实的「网络」结构，非但外力可藉由大大小小的颗粒均匀负载之，整体骨材内之空隙率也会降低。当不同尺寸之骨材相互填塞至最佳状况时，其单位容积将增加，此颗粒大小尺寸之排列组合即为「级配」。
　　
　　在如何掌控粒料级配前，让我们先了解什么是优良的混凝土骨材级配。是否为良好的骨材级配，端视于该级配的用途为何，针对水泥混凝土的用途须要让其组成为最致密(具有最小的空隙率)的连续级配；在各种骨材于特定的比率之下，使得骨材占最大体积比，非但可藉其有效的大小填充的网络结构，发挥粒料既有的强度功能，且可因大小颗粒间的滚动，达成混凝土所须的工作度，因为骨材占最大体积比且为致密状态，故也可使用较少量的胶结材料，达到经济的目的，这种连续级配的骨材颗粒的分布类似「富勒曲线FLC」。
　　
　　二、混凝土骨材的的理想级配
　　
　　早在1907年「富勒氏及汤姆森」(Fuller and Thomson)提出，固体粒料粒径分布定义的理论方程式及其分布曲线。其方程式为：