为什么混凝土骨料要有合适的级配？

2021-08-19 20:59 已解决

一般的普通水泥混凝土是以水泥为胶结材料，将砂、石所构成的骨料粘结成一个整体。为此，对骨料提出两方面的要求：
（1）为获得高强度，砂石必须是空隙小的密实体；
（2）为节约水泥、砂石的总表面积是、应是最小。因为骨料表面须由水泥浆包裹，水泥浆起粘结作用不是填充空隙。
怎样才能使砂、石的空隙率最小呢？例如：把大小不同的鸡蛋堆积起来，蛋间会有较多的空隙，而若在蛋间加入黄豆，空隙就会小些，在黄豆与鸡蛋之间再加入小米，空隙率就会更小（见图2）可见空隙的大小与材料颗粒的粒径同各种粒径所占数量的比例有关。这种比例关系，叫做“级配”。
如何使各种材料颗粒的总面积最小呢？如一个立方体（见图3）每边长2cm,其表面积为2*2*6=24cm2。若沿纵、横侧三面的中线各切一刀，将该立方体分成八个边长各为1cm的小立方体，其总表面积就变成48cm2,面积较前增加了一倍。由此可见，粒径越小，表面积就越大。所以，若全用大粒径的砂、石做骨料，空隙率小但表面积却很大，这就需要选择能兼顾两者的合适搭配。
合适的级配应是大石子之间由小石子填充，小石子之间由较粗的砂子填充，粗砂之间由细砂填充，以达到最大的密实度和总表面积最小。