新拌混凝土性質 1和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作 拌合 運輸 澆灌 搗實 并能獲得質量均勻 成型密實混凝土的性能 和易性是一項綜合的技術性質 包括有流動性 粘聚性和保水性等三方面的含義 混凝土拌合物的和易性 Workability 和易性 流動性 粘聚性 保水性 指混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下 能產生流動 并均勻密實地填滿模板的性能 指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力 不致產生分層和離析的現象 指混凝土拌合物在施工過程中 具有一定的保水能力 不致產生嚴重的泌水現象 2混凝土拌合物流動性的量化指標 維勃稠度 坍落度 Dmax 40mm 坍落度10mm 160mm100 15050 9010 40 大流動性混凝土流動性混凝土塑性混凝土低塑性混凝土 T4T3T2T1 10 5s20 1130 21 31 半干硬性混凝土干硬性混凝土特干硬性混凝土超干硬性混凝土 V3V2V1V0 泵送混凝土坍落度80 180mm 坍落度的選用 GB50204 92 混凝土結構工程施工及驗收規范 機械振搗 坍落度的測定 200mm 100 300 坍落度 3需要說明的幾個問題 離析 segregation 離析是在運輸澆筑過程中 水泥漿上浮 骨料下沉的現象 離析導致混凝土拌和物泵送困難 容易堵管 硬化后表面蜂窩麻面 影響強度和耐久性 1 粗骨料有從拌合物中分離出來的傾向 多發生于水泥用量少的混凝土中 2 水泥漿有從拌合物中分離出來的傾向 多發生于水灰比比較大的混凝土中 泌水 bleeding 泌水發生在稀拌和物中 拌和物在澆筑與搗實以后 凝結之前 不再發生沉降 表面出現一層水分可以觀察到 大約為混凝土澆筑高度的2 或更大 這些水或蒸發 或由于繼續水化被吸回 伴隨發生混凝土體積減小 這個現象的危害是 首先頂部或靠近頂部的混凝土因水分大 形成疏松的水化物結構 常稱浮漿 這對路面的耐磨性 對分層連續澆注的樁 柱等產生不利影響 其次 上升的水積存在骨料下方形成水囊 加劇水泥漿與骨料間過渡區的薄弱程度 明顯影響硬化混凝土的強度 同時泌水過程中在混凝土中形成的泌水通道使硬化后的混凝土抗滲性 抗凍性下降 混凝土泌水在鋼筋下方形成水隙引起鋼筋銹蝕 鋼筋上方鋼筋下方 減小泌水的辦法引起泌水的主要原因 是骨料的級配不良 缺少300 m以下的顆粒是主要原因 增加砂子用量可以彌補 但如果砂太粗或無法增大砂率 使用引氣劑是個有效的辦法 用硅灰 增大粉煤灰用量都是解決措施 用二次振搗也是減小泌水影響 避免塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫的有效措施 尤其是對各種大面積的平板 應該注意減水劑摻加過多時 也易引發泌水 蜂窩孔洞 維勃稠度測定 時間溫度 骨料顆粒表面水泥漿層 4影響和易性的主要因素 和易性 膠漿的稠度 膠漿的數量 砂率 水泥品種 外加劑 骨料性質 骨料顆粒間的內摩擦力 水泥漿的流變性能 骨料的顆粒形狀 表面特征 水膠比 漿體的稠度 水灰比或水膠比 漿體的稠度是由水灰比 或水膠比 決定的 一般應根據混凝土強度和耐久性要求合理地選用 在膠凝材料用量不變的情況下 水灰比 或水膠比 愈小 漿體就愈稠 混凝土拌合物的流動性便愈小 當水灰比 或水膠比 過小時 漿體干稠 混凝土拌合物的流動性過低 會使施工困難 不能保證混凝土的密實性 增加水灰比 或水膠比 會使流動性加大 如果水灰比 或水膠比 過大 又會造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良 而產生流漿 離析現象 并嚴重影響混凝土的強度 漿體的數量 在水灰比 或水膠比 不變的情況下 單位體積拌合物內 如果水泥漿愈多 則拌合物的流動性愈大 但若水泥 膠凝材料 漿體過多 將會出現流漿現象 使拌合物的粘聚性變差 同時對混凝土的強度與耐久性也會產生不利的影響 水泥 膠凝材料 漿體過少 至使其不能填滿骨料空隙或不能很好包裹骨料表面時 就會產生崩坍現象 粘聚性變差 因此 混凝土拌合物中水泥 膠凝材料 漿體的含量應以滿足流動性要求為度 砂率 砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料的總表面積有顯著改變 因而對混凝土拌合物的和易性產生顯著影響 砂影響混凝土拌合物流動性有兩個方面 一方面是砂形成的砂漿可減少粗骨料之間的摩擦力 在拌合物中起潤滑作用 所以在一定的砂率范圍內隨砂率增大 潤滑作用愈加顯著 流動性可以提高 另一方面在砂率增大的同時 骨料的總表面積隨之增大 包裹集料的水泥漿層變薄 拌合物流動性降低 另外 砂率不宜過小 否則還會使拌合物粘聚性和保水性變差 產生離析 流漿等現象 砂率對混凝土拌合物的和易性有重要影響 在配制混凝土時 砂率不能過大 也不能太小 應選用合理砂率值 普通塑性混凝土砂率的經驗取值 普通混凝土配合比設計規程 JGJ T55 2000 適用于坍落度為10 60mm的混凝土 砂率也可以采用計算法確定砂率是指混凝土中砂的用量占砂 石總用量的百分率 g0 每立方米混凝土的粗骨料用量 kg s0 每立方米混凝土的細骨料用量 kg s 砂率 P 粗骨料的空隙率 0s 0g 砂 石堆積密度 kg m3 坍落度大于60mm的混凝土砂率 可經試驗確定 也可在上表的基礎上 按坍落度每增大20mm 砂率增大1 的幅度予以調整 水泥品種和骨料性質 用礦渣水泥和某些火山灰水泥時 拌合物的坍落度一般較用普通水泥時為小 且礦渣水泥將使拌合物的泌水性顯著增加 一般卵石拌制的混凝土拌合物比碎石拌制的流動性好 河砂拌制的混凝土拌合物比山砂拌制的流動性好 骨料級配好的混凝土拌合物的流動性也好 外加劑 在拌制混凝土時 加入很少量的外加劑能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的條件下 獲得很好的和易性 增大流動性和改善粘聚性 降低泌水性 并且由于改變了混凝土結構 亦能提高混凝土的耐久性 時間和溫度 拌合物拌制后 有一部分水供水泥水化 一部分水被骨料吸收 一部分水蒸發以及凝聚結構的逐漸形成 致使混凝土拌合物的流動性變差 施工中測定和易性的時間 為拌后約15min為宜 拌合物的和易性也受溫度的影響 隨環境溫度的升高 水分蒸發及水泥水化反應加快 拌合物的流動性變差 而且坍落度損失也變快 溫度 坍落度 mm 溫度對坍落度的影響 坍落度 mm 時間 h 時間對坍落度的影響 3 新拌混凝土的凝結時間 由于水灰比 凝結硬化條件 外加劑的使用等方面的差異 使混凝土的凝結時間與配制該混凝土所用水泥的凝結時間并不一致 混凝土拌合物的凝結時間采用貫入阻力儀 用5mm篩孔篩取砂漿進行測定 貫入阻力為3 5MPa和280MPa時的時間分別為混凝土拌合物的初凝和終凝時間 初凝時間表示施工時間的極限 5改善新拌混凝土和易性的措施1 選用合適的膠凝材料品種與組成 2 通過試驗 采用最佳砂率 以提高混凝土的質量及節約水泥 3 改善砂 石級配和粒形 在可能條件下盡量采用較粗的砂 石 4 當混凝土拌合物坍落度太小時 保持水膠比不變 增加適量的膠凝材料漿體 當坍落度太大時 保持砂率不變 增加適量的砂 石 5 有條件時盡量摻用外加劑 減水劑 引氣劑 采用機械振搗 案例4 4 砂子細度對混凝土和易性的影響概況某混凝土攪拌站原混凝土配方均可生產出性能良好的泵送混凝土 后因供應問題 砂子細度模數由原來的2 8降為2 3 值班人員未引起重視 仍按原配方配制混凝土 后發覺混凝土坍落度明顯下降 難以泵送 最后臨時現場加水得以泵送 分析因砂子細度模數下降 砂子偏細 表面積增大 在其他材料及配方不變的情況下 水泥漿包裹層變薄 混凝土的坍落度必然有所下降 1 6附加知識 流變學的概念流變學是考慮了時間因素研究材料在受力狀態下的流動和變形性質的科學 也是研究物體彈性 塑性 粘性演變的科學 流變學是一門綜合研究氣體 液體 固體 以及各形態混合體系的流動和變形性能的科學 三個基本模型元件為虎克彈性固體 圣維南塑性固體和牛頓液體 新拌混凝土的流變學參數 屈服值用賓漢姆體描述新拌混凝土流變學特性時 屈服值 屈服應力 是最重要的參數 屈服值是使材料發生變形所需的最小應力 坍落度值越小 表明混凝土拌合物的屈服值越大 在較小的應力作用下越不易變形 影響混凝土屈服值的主要因素有用水量和化學外加劑 塑性黏度是反映作用應力與流動速度之間關系的參數 坍落度大致相同 塑性黏度大 混凝土拌合物流動和變形速度慢 膠凝材料用量多的混凝土 其塑性黏度有增大的趨向 特別是使用塑化劑減少單位體積用水量時 黏性較不摻塑化劑且坍落度相同的混凝土拌合物明顯增大 造成泵壓增大 可泵性變差 高效減水劑可以有效降低屈服值 但對粘性影響不大 引氣劑 石灰石粉可以有效降低塑性黏度 可