在混凝土體系中，粗骨料石子的空隙用砂來填充，石子的空隙率越大需要填充空隙的砂的數(shù)量也相應(yīng)較大。砂的比表面積大于石子的比表面積，因此要使混凝土獲得相同工作性，必要要增加包裹骨料表面的漿體數(shù)量。骨料石子空隙率越大，混凝土的漿體量相對(duì)較高，混凝土的經(jīng)濟(jì)性也就越差。混凝土漿體數(shù)量的增加會(huì)帶來較大的收縮，產(chǎn)生較多的細(xì)微裂縫，對(duì)混凝土的耐久性造成不利的影響。因此，降低石子的空隙率是實(shí)現(xiàn)混凝土經(jīng)濟(jì)性和耐久性的重要手段。
骨料要達(dá)到最小空隙率和最大容重，必須是較大顆粒之間的空隙，由較小粒徑的顆粒填充，再所余空隙由再小粒徑的顆粒填充。填充空隙顆粒的粒徑不大于間隙之距離，才能形成最小空隙率，否則會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，發(fā)生干涉松動(dòng)現(xiàn)象無疑會(huì)影響骨料的容重和空隙率。從填充理論分析，若兩種或多種骨料的顆粒之間較大顆粒的空隙由次一級(jí)顆粒填充且不發(fā)生粒子干涉，則存在一個(gè)合理的比例，使混合骨料的空隙率最小。
一、連續(xù)級(jí)配的復(fù)配
實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，骨料的粒子之間肯定存在干涉或部分干涉的現(xiàn)象，粒徑較小的顆粒會(huì)大于上一級(jí)顆粒的空隙，使大顆粒排列空間增大，空隙增大，起到松散排列作用，但仍可以把不同粒級(jí)的骨料按不同比例配合求得最小的空隙率或最大的容重。例如，單粒級(jí)10mm～20mm 碎石和單粒級(jí)5mm～10mm 碎石按不同比例混合，可以測出混合骨料最大松散容重。
空隙率最小時(shí)的級(jí)配就是骨料的最佳級(jí)配，這種級(jí)配通常是連續(xù)的，因此稱作連續(xù)級(jí)配。生產(chǎn)實(shí)踐中，天然或人工碎石的級(jí)配很難完全符合級(jí)配的要求。可用兩種或兩種以上的骨料混合滿足級(jí)配要求。過去曾對(duì)骨料級(jí)配進(jìn)行了大量的研究，試圖建立最優(yōu)的理想級(jí)配曲線，得到的大部分理論曲線都是拋物線型曲線，根據(jù)假定的最優(yōu)理論級(jí)配曲線，用試算法確定各級(jí)配骨料的混合比例可得到理論最大容重或最小空隙率的骨料。實(shí)際工程中按此方法得到符合最優(yōu)理論級(jí)配的骨料往往是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)橛绊懝橇先葜睾涂障堵实囊蛩夭粌H有級(jí)配，而且有顆粒的形狀和骨料的裝實(shí)方法等。
由于生產(chǎn)中的碎石級(jí)配不合理，空隙率較大，然需要對(duì)所謂的“連續(xù)級(jí)配”進(jìn)行試驗(yàn)復(fù)配，以達(dá)到最小空隙率。其試驗(yàn)方法是將兩種石子按照不同的比例復(fù)配，然后分別測松散堆積密度。松散密度最大時(shí)，兩種石子的復(fù)配空隙率最小，也是配制混凝土?xí)r兩種石子的最佳級(jí)配，配制混凝土也最經(jīng)濟(jì)。
例如，復(fù)配前石子的空隙率為40%，復(fù)配后石子的空隙率為38%，空隙率減少了2%，填充骨料空隙的漿體也相應(yīng)減少2%，即20L/m3。如某混凝土配合比計(jì)算，調(diào)整前石子1060kg/m3，石子的松散空隙體積約為261L/m3（0.4×1060/1620）；調(diào)整后，石子的用量為1081kg/m3（1060×102%），石子的松散空隙體積約為245L/m3（0.38×1081/1680），需要填充的漿體減少了16L/m3。膠凝材料的密度為3000kg/m3，粉煤灰的密度為2200kg/m3，則復(fù)合膠凝材料的密度為2760kg/m3。水膠比為0.47，則16L/m3膠凝材料漿體含有的膠凝材料體積約為10.9L/m3，膠凝材料的質(zhì)量約為30kg/m3。由此可見，通過簡單石子復(fù)配，可以節(jié)省膠凝材料30kg/m3，成本降低5~8元/m3。
二、如何控制機(jī)制砂石骨料粒度？
在市場的不斷發(fā)展中，砂石骨料還是很受歡迎的，由于砂石骨料量較大，會(huì)造成砂石顆粒度不一樣，砂石中含有雜質(zhì)等，為了能夠生產(chǎn)出符合建筑用砂規(guī)格的砂石產(chǎn)品，我們需要注意以上問題。下面就為您講解一下如何控制好砂石粒度和除去雜質(zhì)的問題。這些問題在一定程度上影響了制砂生產(chǎn)線的進(jìn)度，該如何解決這些問題才是關(guān)鍵。鐵器進(jìn)入破碎腔造成鄂板的過度磨損和破碎機(jī)卡車現(xiàn)象，應(yīng)該解決控制粒度和除鐵的問題。
控制砂石料生產(chǎn)線的生產(chǎn)粒度，首先在破碎入口處，安裝600mm×600mm的格篩，進(jìn)行有效控制。控制了粒度，就會(huì)減小鄂破的承受力，可以有效的保護(hù)顎式破碎機(jī)顎板和防止破碎卡車。另外還在設(shè)備的鄂式破碎機(jī)的排料口，安裝除鐵器，有效的解決了問題。只要有效的解決了問題，就能保證設(shè)備耐用性，還可以提高砂石生產(chǎn)線設(shè)備的生產(chǎn)效率和出產(chǎn)量。
不管是路建還是房建，砂石骨料都是最基礎(chǔ)的也是應(yīng)用最廣泛的原材料，因此砂石生產(chǎn)設(shè)備必將成為推動(dòng)我國砂石行業(yè)發(fā)展的一把利器。制砂機(jī)經(jīng)過研究改進(jìn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上避免了出現(xiàn)這些卡料現(xiàn)象等，一直是制砂場客戶首選的設(shè)備。
石子的粒徑越大，其比表面積相應(yīng)減小，因此所需的水泥漿量相應(yīng)減少，在一定的和易性和水泥 用量的條件下，則能減少用水量而提高混凝土強(qiáng)度，從這個(gè)意義上說，石子的粒徑應(yīng)盡量選用大一些的 。但并不是粒徑越大越好，一是粒徑越大，顆粒內(nèi)部缺陷存在的機(jī)率越大；二是粒徑越大，顆粒 在混凝土拌合中下沉速度越快，造成混凝土內(nèi)顆粒分布不均勻，進(jìn)而使硬化后的混凝土強(qiáng)度降低，特 別是流動(dòng)性較大的泵送混凝土更加明顯。在普通混凝土中，碎石的最大粒徑是根據(jù)構(gòu)件的截面尺寸和 鋼筋間距來確定，粒徑的大小對(duì)強(qiáng)度影響不大。
混凝土強(qiáng)度為60 ～ 100MPa時(shí)，石子最大粒徑可以選為不大于20mm，強(qiáng)度超過100M Pa時(shí)，石子最大粒徑不能超過12mm。建議超高強(qiáng)混凝土石子的最大粒徑在 10 mm 以下。但也不是說粒徑越小越好，粒徑太小，使得石子的比表面積增加，空隙率增大，勢必要增加水泥用量，提高成本，否則會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。同時(shí)，粒徑越小加工時(shí)粘附在石子表面上的粉塵越多，給 施工沖洗帶來困難，一旦沖洗不干凈，則會(huì)大大削弱骨料界面的粘結(jié)力，進(jìn)而降低混凝土的強(qiáng)度。
三、知識(shí)要點(diǎn)
1、水泥用量相同，骨料偏小，骨料的比表面積增大，空隙率增大，所需的砂漿用量就大，如果保持水泥用量不變，砂漿量不變，那就意味著砂漿對(duì)骨料的包裹度不足，單就這方面講，會(huì)降低強(qiáng)度。
2、同樣的道理，骨料偏小，保持水泥用量不變，砂漿量不變，那么拌合物的和易性就會(huì)差一些，如果此時(shí)工人盲目加水調(diào)節(jié)，引起水灰比變大，勢必也會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。
3、如果是商混，考慮到泵送的原因，砂率一般偏大，此時(shí)就不必?fù)?dān)心砂漿對(duì)骨料的包裹度不足了，也就是說骨料偏小（不要偏小太多）對(duì)混凝土的強(qiáng)度的影響可以忽略不計(jì)了。
四、關(guān)于骨料粒徑和空隙率
一般都是粒徑越大，孔隙率越大。但最近在用10~16和16~20mm的骨料測試時(shí)偏偏就是粒徑小的，空隙率大那么一些。做了很多次，每次都是。各位看官怎么看這個(gè)現(xiàn)象？
照理說，粒徑越小，水泥漿包裹的表面積越大，水泥石的孔隙率才大。反過來，粒徑大了，孔隙率確實(shí)該小呀。這樣說對(duì)嗎？
并不是粒徑越小孔隙越小，這個(gè)要看級(jí)配的，也就是看你粒徑范圍分布及積累分布。除了粒徑還有粒形。如果你粒形奇奇怪怪，各種針片狀、各種非圓，肯定孔隙率和粒徑就不是正比對(duì)應(yīng)關(guān)系了。
一般來說，粒徑越大，顆粒或粉體間空隙越大，也就是形成的孔越大（粗孔），反之則小（微細(xì)孔）；相同配比情況下即顆粒或粉體重量相同，粒徑小的顆粒和粉體數(shù)量更多，微細(xì)孔數(shù)也越多，孔隙率是增大的。因此，有時(shí)通過降低粉體或顆粒細(xì)度來達(dá)到微孔高孔隙率的結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)材料性能。
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