粗骨料（碎石、卵石）

6.1.3　粗骨料（碎石、卵石）

由自然风化、水流搬运和分选、堆积而形成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒，称为卵石；由天然岩石、卵石或矿山废石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒，称为碎石。卵石、碎石按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。

卵石多为圆形，表面光滑，与水泥的黏结较差；碎石则多棱角，表面粗糙，与水泥黏结较好。当采用相同混凝土配合比时，用卵石拌制的混凝土拌合物流动性较好，但硬化后强度较低；而用碎石拌制的混凝土拌合物流动性较差，但硬化后强度较高。配制混凝土选用碎石还是卵石，要根据工程性质、当地材料的供应情况、成本等因素综合考虑。

建设用石的技术要求主要有以下几个方面：

（1）最大粒径和颗粒级配

1）最大粒径。公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。最大粒径是用来表示粗骨料粗细程度的。例如：5～25mm粒级的粗骨料，其最大粒径为25mm。粗骨料最大粒径增大时，粗骨料总表面积减小，包裹粗骨料所需的水泥浆量就少，有利于节约水泥。对中低强度的混凝土，尽量选择最大粒径较大的粗骨料，但一般不宜超过40mm；配制高强混凝土时粗骨料的最大粒径不宜大于20mm，因为减少用水量获得的强度提高，被大粒径骨料造成的黏结面减少和内部结构不均匀所抵消。同时，选用粒径过大的石子，会给混凝土搅拌、运输、振捣等带来困难，所以需要综合考虑各种因素来确定石子的最大粒径。

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002，2010版）从结构和施工的角度，对粗骨料最大粒径做了以下规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净距的3/4；对混凝土实心板，粗骨料最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm；对于泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比应满足《混凝土泵送施工技术规程》（JCJ10—2011）的相关要求。

2）颗粒级配。粗骨料的级配原理与细骨料基本相同，也要求有良好的颗粒级配，以减小空隙率，节约水泥，提高混凝土的密实度和强度。粗骨料的颗粒级配也是通过筛分析的方法来评定，碎石、卵石的颗粒级配应符合表6.9的规定。

粗骨料的颗粒级配按供应情况分连续粒级和单粒级。连续粒级是指颗粒由小到大连续分级，每一级粗骨料都占有一定的比例，且相邻两级粒径相差较小（比值〈2）。连续粒级的级配、大小颗粒搭配合理，配制的混凝土拌合物和易性好，不易发生分层、离析现象，且水泥用量小，混凝土用石应采用连续粒级。单粒级是从1/2最大粒径至最大粒径，粒径大小差别小，单粒级适宜于组合成满足要求的连续粒级，也可与连续粒级混合使用，以改善其级配或配成较大粒度的连续粒级。

表6.9　碎石或卵石的颗粒级配（GB/T14685—2011）

（2）含泥量和泥块含量，有害物质及针、片状颗粒含量　石子中的有害杂质大致与砂相同，另外石子中还可能含有针状颗粒（长度大于该颗粒相应粒级的平均粒径2.4倍）和片状颗粒（厚度小于平均粒径的0.4倍），针、片状颗粒易折断，其含量多时，会降低混凝土拌合物的流动性和硬化后混凝土的强度。石子中含泥量和泥块含量、有害物质及针、片状颗粒含量应符合表6.10的规定。

表6.10　碎石、卵石中含泥量和泥块含量、有害物质及针、片状颗粒含量（GB/T14685—2011）

（3）强度

1）岩石抗压强度。在水饱和状态下，其抗压强度火成岩应不小于80MPa，变质岩应不小于60MPa，水成岩应不小于30MPa。

卵石的强度可用压碎值指标表示。碎石的强度，可用压碎值指标和岩石立方体强度两种方法表示。岩石的抗压强度应比所配制的混凝土强度至少高20％。当混凝土强度等级大于或等于C60时，应进行岩石抗压强度检验。岩石强度首先应由生产单位提供，工程中可用压碎值指标进行质量控制。

2）压碎指标。压碎指标是将一定质量气干状态下粒径为9.50～19.0mm的石子装入一定规格的圆桶内，在压力机上按1kN/s均匀加荷至200kN，并稳荷5s，然后卸荷后称取试样质量（G₁），再用孔径为2.36mm的方孔筛筛除去被压碎的细粒，称出留在筛上的试样质量（G₂）。

碎石或卵石的压碎指标Q_e应按下式计算：

压碎指标值越小，说明石子的强度越高。对不同强度等级的混凝土，所用石子的压碎指标应满足表6.11的要求。

表6.11　碎石或卵石压碎指标（GB/T14685—2011）

（4）坚固性　卵石、碎石在自然风化和其他物理化学因素作用下抵抗破碎的能力称为坚固性。坚固性试验是用硫酸钠溶液浸泡法检验，试样经5次干湿循环后的质量损失表示：Ⅰ类应≤5％，Ⅱ类应≤8％，Ⅲ类应≤12％。

（5）表观密度、吸水率及连续级配松散堆积空隙率　卵石、碎石表观密度不小于2600kg/m³，吸水率及连续级配松散堆积空隙率应符合表6.12的规定。

表6.12　吸水率及连续级配松散堆积空隙率（GB/T14685—2011）

（6）碱集料反应　经碱集料反应试验后，试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10％。