流動性和強度是混凝土的兩個重要效能指標。 混凝土的流動性不僅直接關係到混凝土施工的效率和質量，而且對混凝土的體積穩定性和耐久性也有重要影響。 混凝土的強度直接關係到混凝土的安全性、適用性和耐久性。 因此，改善和增強混凝土的可加工性和強度一直是混凝土材料研究中的乙個重要課題。 為了改善和增強混凝土的可加工性和強度，可以採取高效減水劑、降低水膠比、合理使用橡膠和礦物外加劑等措施。 此外，還需要優化骨料級配及其混合，特別是隨著天然河砂資源的不斷減少，混凝土中尾礦等固廢資源的應用需求越來越高，骨料混合優化的研究越來越重要。
我國現行規範中混凝土配合比的設計方法為質量法和體積法，細度模量和級配面積主要用於評價細骨料的級配。但是，目前規範的實際使用存在不足：細度模量可以作為表徵細骨料厚度的指標，但不能反映顆粒級配的真實情況; 對於分級區域，實踐經驗也證明，並非所有屬於規範推薦分類區域的骨料都符合使用要求，超出範圍的骨料也並非全部無法使用。 目前的規範沒有考慮到粗骨料和細骨料之間的相互填充效應，沒有考慮整體骨料分級和優化的角度。 1、骨料級配優化在混凝土組合材料中，骨料體積約佔總體積的70%，其餘體積含有水泥漿和空氣。 在混合物硬化之前，水泥漿起到潤滑作用，使混合物具有一定的可塑性。 混合料硬化後，水泥漿起到固結骨料和填充的作用，而骨料起到骨架的作用，傳遞應力，保持混凝土良好的體積穩定性和高耐久性。 骨料級配的質量也會影響混凝土拌合料的可加工性。 從混合物的組成來看，影響加工性的關鍵因素是骨料的級配。 如果粗細骨料的粒度分布差異太大，缺少中間粒度，則混合物容易分層; 如果細骨料太小，粗骨料的孔隙將無法填充，導致骨料之間的摩擦力增加，可加工性差。 目前最常用的分級理論主要包括最大密度曲線理論和顆粒干涉理論，其目的是將不同粒徑的聚集體混合後達到最大密度。 其中，前者主要描述了連續級配的粒度分布，用於計算連續級配; 後者可用於計算連續和間歇級配。 1.1.最大密度曲線理論最大密度曲線是基於大量實驗資料的理論曲線。 1907年，Fuller和Thompson將不同粒徑的固體顆粒按一定比例混合，理論上得到了密度最高、空隙最小的混合骨料。 其最大密度曲線可由下式表示
博洛梅的主要目的也是要求骨料達到最小的孔隙率，但這種方法並不是要把空隙量減小到最小，除了最小的空隙量外，還應該包含過剩的水泥漿，這主要是保證骨料表面有足夠的漿液包圍起到潤滑作用， 提高混凝土混合料的可加工性、運輸和幫浦送性能。1923 年，Talbot 和 Ichart 認為富勒曲線過於理想化，最大密度實際上會在一定範圍內波動，因此他們認為指數不應為 05 個常量，但應該是變數。 因此，將更完整的最大密度曲線更改為n次方的一般形式，
對於球形聚集體，當 n=0混合骨料的最大密度為5，碎石骨料的n值約為04 以獲得最大密度。 對於瀝青混凝土，當 n=0在45時，可以得到最緻密的混合骨料，然後可以混合最高強度的混凝土。 1.2.骨料優化方法1990年，為了獲得包括細骨料、中間骨料和粗骨料在內的分級良好的混合骨料，根據不同地區的骨料統計資料，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，如美國交通部和美國混凝土協會在混凝土板設計指南 （ACI 302.） 中所述。1 04）。CF表以CF值為橫坐標，以和性係數（WF）為縱坐標，將落點劃分為5個區域，每個區域分別對應不同的和性要求和混凝土用途，如圖1所示。 其中，區間斷層級配，該區適用於最大粒徑為20-40mm的預拌混凝土，該區適用於最大粒徑小於20mm的預拌混凝土，該區粘度大，且該區乾燥堅硬，難以壓實。 
對於預拌混凝土，合理的優化區間是 II 區。 第二區的邊界點為（75， 285)，(75，39)，(45，43.5)，(45，33)。根據邊界點和方程（4）和（5）的cf和wf值，可以計算出集合體中各種粒度範圍的百分比，可以得到臨界點對應的聚集體級配曲線，可以得到區間II的骨料粒徑的子計數篩選百分比範圍， 如圖 2 所示。
試驗所用粗骨料為普通礫石，細骨料為天然河砂，粗細骨料混合後，整體骨料的級配應在圖2、0所示的區間內16mm篩粒度的篩餘量範圍為15% 5%，篩口餘量範圍 最大孔徑的篩子 4% 12%， 03mm 和 06mm 篩孔的篩餘量範圍為 8% 至 15%，其餘篩層的篩餘量範圍為 8% 至 22%，這與 ACI 302 對所有混凝土層骨料分布的建議一致。 從圖2可以看出，在與區間II相對應的聚集體級配中，較小和較大的顆粒的百分比較小，而中間粒徑中每個粒徑範圍的百分比相對均勻，大於大粒徑和小粒徑。 這說明骨料相互填充，達到最小孔隙率和最大堆積密度，這實際上是CF WF合理區間的理論依據。 為了進一步分析和證明CF WF的合理區間與骨料的空隙率和堆積密度之間的關係，本文首先分析了CF和WF對各種骨料的空隙率和容重的變化。 在此基礎上，分析了CF和WF的強度和可加工性變化。 2.WF和CF對骨料孔隙度的影響分析表1是根據不同的CF WF值，即不同的骨料級配，製備不同的骨料體系，並測量其孔隙度和堆積密度。 圖 3-6 顯示了 CF 和 WF 的聚集孔隙率變化。 
從表1可以看出，隨著WF的增加和CF的減小，孔隙度減小，堆積密度增大。 最大和最小孔隙度相差約5%，堆積密度相差約200kg m3。 從圖中可以看出，當WF為35 45和CF為70 85時，粒徑顆粒相互填充較好，骨料的空隙率相對較小，約為20%。 與圖1中的合理區間II相比，孔隙度較小的區域與II區基本一致，說明CF WF的合理區間是孔隙度最小、容重最大的區間，即CF WF的合理區間是骨料相互填充以達到最大密度優化的區間。 圖5顯示了孔隙率和堆積密度之間的關係。 3.採用上述方法優化了骨料孔隙率和水膠比對坍落度的影響，然後製備了不同強度等級和不同水膠比的混凝土，並試驗研究了CF和WF對強度和坍落度的影響。 試製混凝土的強度分別為C35、C40和C45，水膠比分別為。 36。當（cf，wf）的值在區內時，混凝土混合料不會出現離析和洩漏，此時混凝土混合料的可加工性較好。 根據《普通混凝土混合料效能試驗方法標準》（GB T50080-2002）測定坍落度（SL），見表2。 繪製混凝土混合物的坍落度和孔隙率，如圖 7 所示。 
從表2可以看出，隨著WF的增加和CF的減小，孔隙率減小，各強度等級混凝土的坍落度增大。 結果表明：在其他條件下，坍落度隨骨料孔隙度的減小而增大; 也就是說，骨料的堆積密度越大，空隙越小，混凝土混合物的流動性越好。 當空隙率在20%至21%左右時，坍落度變化不大。 也就是說，從混合物的流動性來看，當孔隙率保持在20%至21%左右時，可以獲得良好的流動性。 從圖7中坍落度條形圖的比較可以看出，混凝土強度越低，坍落度越小，在骨料空隙率相同的情況下，越不容易獲得較好的流動性。 因為混凝土拌合料的流動性不僅與骨料級配有關，還與水膠比、漿骨比等因素有關。 對於強度較低的混凝土，由於漿料與骨的比相對較小，漿料對流動性的貢獻較小，骨料對可加工性的影響較大，當空隙量大時，流動性較差。 因此，從流動性的角度來看，低強度混凝土混合料的流動性更依賴於骨料，對孔隙率的要求較小。 在空隙率相同的情況下，水膠比越小，髓骨比越大，流動性越好。 4.骨料孔隙率對混凝土強度的影響
表3和圖8 13顯示了強度與骨料孔隙率的函式關係的實驗結果。 從實驗結果可以看出，相同混合比的實測強度隨著孔隙率的減小而增加，無論是7d還是28d。 也就是說，在相同的混合比下，骨料的孔隙率不同，其強度也會發生變化。 因此，良好的骨料級配不僅對提高混凝土的可加工性有作用，而且對提高混凝土的強度也有作用。 而且，對於強度相對較低的混凝土，降低骨料的孔隙率對提高混凝土強度有更明顯的效果。 5結論隨著WF的增加和CF的減小，孔隙率減小，堆積密度增大。 在優化區間II中，骨料空隙率最小，堆積密度最大。 也就是說，在 II 區中，聚集體相互填充以達到最大密度。 在其他條件保持不變的情況下，骨料的堆積密度越大，空隙越小，混凝土混合料的流動性越好。 對於強度較低的混凝土，由於漿料與骨的比相對較小，漿料對流動性的貢獻較小，骨料對可加工性的影響較大，當空隙量大時，流動性較差。 因此，從流動性的角度來看，低強度混凝土混合料的流動性更依賴於骨料，對孔隙率的要求較小。 在空隙率相同的情況下，水膠比越小，髓骨比越大，流動性越好。 在相同的混合比下，骨料的孔隙率不同，其強度也會發生變化。 良好的骨料級配不僅對提高混凝土的可加工性有作用，而且對提高混凝土的強度也有作用。 而且，對於強度相對較低的混凝土，降低骨料的孔隙率對提高混凝土強度有更明顯的效果。