流动性和强度是混凝土的两个重要性能指标。 混凝土的流动性不仅直接关系到混凝土施工的效率和质量，而且对混凝土的体积稳定性和耐久性也有重要影响。 混凝土的强度直接关系到混凝土的安全性、适用性和耐久性。 因此，改善和增强混凝土的可加工性和强度一直是混凝土材料研究中的一个重要课题。 为了改善和增强混凝土的可加工性和强度，可以采取高效减水剂、降低水胶比、合理使用橡胶和矿物外加剂等措施。 此外，还需要优化骨料级配及其混合，特别是随着天然河砂资源的不断减少，混凝土中尾矿等固废资源的应用需求越来越高，骨料混合优化的研究越来越重要。
我国现行规范中混凝土配合比的设计方法为质量法和体积法，细度模量和级配面积主要用于评价细骨料的级配。但是，目前规范的实际使用存在不足：细度模量可以作为表征细骨料厚度的指标，但不能反映颗粒级配的真实情况; 对于分级区域，实践经验也证明，并非所有属于规范推荐分类区域的骨料都符合使用要求，超出范围的骨料也并非全部无法使用。 目前的规范没有考虑到粗骨料和细骨料之间的相互填充效应，没有考虑整体骨料分级和优化的角度。 1、骨料级配优化在混凝土组合材料中，骨料体积约占总体积的70%，其余体积含有水泥浆和空气。 在混合物硬化之前，水泥浆起到润滑作用，使混合物具有一定的可塑性。 混合料硬化后，水泥浆起到固结骨料和填充的作用，而骨料起到骨架的作用，传递应力，保持混凝土良好的体积稳定性和高耐久性。 骨料级配的质量也会影响混凝土拌合料的可加工性。 从混合物的组成来看，影响加工性的关键因素是骨料的级配。 如果粗细骨料的粒度分布差异太大，缺少中间粒度，则混合物容易分层; 如果细骨料太小，粗骨料的孔隙将无法填充，导致骨料之间的摩擦力增加，可加工性差。 目前最常用的分级理论主要包括最大密度曲线理论和颗粒干涉理论，其目的是将不同粒径的聚集体混合后达到最大密度。 其中，前者主要描述了连续级配的粒度分布，用于计算连续级配; 后者可用于计算连续和间歇级配。 1.1.最大密度曲线理论最大密度曲线是基于大量实验数据的理论曲线。 1907年，Fuller和Thompson将不同粒径的固体颗粒按一定比例混合，理论上得到了密度最高、空隙最小的混合骨料。 其最大密度曲线可由下式表示
博洛梅的主要目的也是要求骨料达到最小的孔隙率，但这种方法并不是要把空隙量减小到最小，除了最小的空隙量外，还应该包含过剩的水泥浆，这主要是保证骨料表面有足够的浆液包围起到润滑作用， 提高混凝土混合料的可加工性、运输和泵送性能。1923 年，Talbot 和 Ichart 认为富勒曲线过于理想化，最大密度实际上会在一定范围内波动，因此他们认为指数不应为 05 个常量，但应该是变量。 因此，将更完整的最大密度曲线更改为n次方的一般形式，
对于球形聚集体，当 n=0混合骨料的最大密度为5，碎石骨料的n值约为04 以获得最大密度。 对于沥青混凝土，当 n=0在45时，可以得到最致密的混合骨料，然后可以混合最高强度的混凝土。 1.2.骨料优化方法1990年，为了获得包括细骨料、中间骨料和粗骨料在内的分级良好的混合骨料，根据不同地区的骨料统计数据，得到了粗糙度因子（COARSE FACTOR，CF）。 此方法只需要了解骨料尺寸分布，如美国交通部和美国混凝土协会在混凝土板设计指南 （ACI 302.） 中所述。1 04）。CF表以CF值为横坐标，以和性系数（WF）为纵坐标，将落点划分为5个区域，每个区域分别对应不同的和性要求和混凝土用途，如图1所示。 其中，区间断层级配，该区适用于最大粒径为20-40mm的预拌混凝土，该区适用于最大粒径小于20mm的预拌混凝土，该区粘度大，且该区干燥坚硬，难以压实。 
对于预拌混凝土，合理的优化区间是 II 区。 第二区的边界点为（75， 285)，(75，39)，(45，43.5)，(45，33)。根据边界点和方程（4）和（5）的cf和wf值，可以计算出集合体中各种粒度范围的百分比，可以得到临界点对应的聚集体级配曲线，可以得到区间II的骨料粒径的子计数筛选百分比范围， 如图 2 所示。
试验所用粗骨料为普通砾石，细骨料为天然河砂，粗细骨料混合后，整体骨料的级配应在图2、0所示的区间内16mm筛粒度的筛余量范围为15% 5%，筛口余量范围 最大孔径的筛子 4% 12%， 03mm 和 06mm 筛孔的筛余量范围为 8% 至 15%，其余筛层的筛余量范围为 8% 至 22%，这与 ACI 302 对所有混凝土层骨料分布的建议一致。 从图2可以看出，在与区间II相对应的聚集体级配中，较小和较大的颗粒的百分比较小，而中间粒径中每个粒径范围的百分比相对均匀，大于大粒径和小粒径。 这说明骨料相互填充，达到最小孔隙率和最大堆积密度，这实际上是CF WF合理区间的理论依据。 为了进一步分析和证明CF WF的合理区间与骨料的空隙率和堆积密度之间的关系，本文首先分析了CF和WF对各种骨料的空隙率和容重的变化。 在此基础上，分析了CF和WF的强度和可加工性变化。 2.WF和CF对骨料孔隙度的影响分析表1是根据不同的CF WF值，即不同的骨料级配，制备不同的骨料体系，并测量其孔隙度和堆积密度。 图 3-6 显示了 CF 和 WF 的聚集孔隙率变化。 
从表1可以看出，随着WF的增加和CF的减小，孔隙度减小，堆积密度增大。 最大和最小孔隙度相差约5%，堆积密度相差约200kg m3。 从图中可以看出，当WF为35 45和CF为70 85时，粒径颗粒相互填充较好，骨料的空隙率相对较小，约为20%。 与图1中的合理区间II相比，孔隙度较小的区域与II区基本一致，说明CF WF的合理区间是孔隙度最小、容重最大的区间，即CF WF的合理区间是骨料相互填充以达到最大密度优化的区间。 图5显示了孔隙率和堆积密度之间的关系。 3.采用上述方法优化了骨料孔隙率和水胶比对坍落度的影响，然后制备了不同强度等级和不同水胶比的混凝土，并试验研究了CF和WF对强度和坍落度的影响。 试制混凝土的强度分别为C35、C40和C45，水胶比分别为。 36。当（cf，wf）的值在区内时，混凝土混合料不会出现离析和泄漏，此时混凝土混合料的可加工性较好。 根据《普通混凝土混合料性能试验方法标准》（GB T50080-2002）测定坍落度（SL），见表2。 绘制混凝土混合物的坍落度和孔隙率，如图 7 所示。 
从表2可以看出，随着WF的增加和CF的减小，孔隙率减小，各强度等级混凝土的坍落度增大。 结果表明：在其他条件下，坍落度随骨料孔隙度的减小而增大; 也就是说，骨料的堆积密度越大，空隙越小，混凝土混合物的流动性越好。 当空隙率在20%至21%左右时，坍落度变化不大。 也就是说，从混合物的流动性来看，当孔隙率保持在20%至21%左右时，可以获得良好的流动性。 从图7中坍落度条形图的比较可以看出，混凝土强度越低，坍落度越小，在骨料空隙率相同的情况下，越不容易获得较好的流动性。 因为混凝土拌合料的流动性不仅与骨料级配有关，还与水胶比、浆骨比等因素有关。 对于强度较低的混凝土，由于浆料与骨的比相对较小，浆料对流动性的贡献较小，骨料对可加工性的影响较大，当空隙量大时，流动性较差。 因此，从流动性的角度来看，低强度混凝土混合料的流动性更依赖于骨料，对孔隙率的要求较小。 在空隙率相同的情况下，水胶比越小，髓骨比越大，流动性越好。 4.骨料孔隙率对混凝土强度的影响
表3和图8 13显示了强度与骨料孔隙率的函数关系的实验结果。 从实验结果可以看出，相同混合比的实测强度随着孔隙率的减小而增加，无论是7d还是28d。 也就是说，在相同的混合比下，骨料的孔隙率不同，其强度也会发生变化。 因此，良好的骨料级配不仅对提高混凝土的可加工性有作用，而且对提高混凝土的强度也有作用。 而且，对于强度相对较低的混凝土，降低骨料的孔隙率对提高混凝土强度有更明显的效果。 5结论随着WF的增加和CF的减小，孔隙率减小，堆积密度增大。 在优化区间II中，骨料空隙率最小，堆积密度最大。 也就是说，在 II 区中，聚集体相互填充以达到最大密度。 在其他条件保持不变的情况下，骨料的堆积密度越大，空隙越小，混凝土混合料的流动性越好。 对于强度较低的混凝土，由于浆料与骨的比相对较小，浆料对流动性的贡献较小，骨料对可加工性的影响较大，当空隙量大时，流动性较差。 因此，从流动性的角度来看，低强度混凝土混合料的流动性更依赖于骨料，对孔隙率的要求较小。 在空隙率相同的情况下，水胶比越小，髓骨比越大，流动性越好。 在相同的混合比下，骨料的孔隙率不同，其强度也会发生变化。 良好的骨料级配不仅对提高混凝土的可加工性有作用，而且对提高混凝土的强度也有作用。 而且，对于强度相对较低的混凝土，降低骨料的孔隙率对提高混凝土强度有更明显的效果。