談水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

李亞青 郭文虎

(冀中能源河北煤炭建設(shè)第四工程處，河北 邢臺(tái) 054000)

0 引言

在民用建筑中商品混凝土的使用已經(jīng)普及，但是在煤礦建設(shè)工程中仍舊大規(guī)模使用現(xiàn)場(chǎng)拌制的混凝土，這是由于新建煤礦通常地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，商品混凝土運(yùn)輸不便，甚至無(wú)法運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)環(huán)保、噪聲的要求較低，以及降低施工成本等原因?qū)е碌摹?/p>

現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土過(guò)程中，水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。水的稱量或水泥的稱量發(fā)生誤差，都對(duì)水灰比產(chǎn)生影響，但是水和水泥的稱量發(fā)生相同的誤差對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響是不同的。

1 水灰比中水的稱量誤差對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

例:混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30，施工要求坍落度35 mm～50 mm，采用原材料:P.O52.5 水泥，密度 ρC=3 100 kg/m3;中砂，表觀密度ρs=2 650 kg/m3;碎石，表觀密度ρg=2 700 kg/m3，最大粒徑Dmax=20 mm;自來(lái)水。

經(jīng)設(shè)計(jì)，混凝土配合比為:水泥Mco=375 kg，砂Mso=641 kg，石 Mgo=1 189 kg，水 Mwo=201.5 kg 或 Mco∶Mso∶Mgo∶Mwo=375∶641∶1 189∶201.5=1∶1.72∶3.17∶0.537。

根據(jù)JGJ 55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程，混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C60級(jí)時(shí)，混凝土水灰比計(jì)算公式:

推導(dǎo)出:

其中，fcu，o為混凝土配置強(qiáng)度，MPa，通?；炷僚渲脧?qiáng)度和混凝土強(qiáng)度呈正相關(guān);fce為水泥28 d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值，MPa，用式fce=γc·fce，g代入，fce，g為水泥強(qiáng)度等級(jí)值，γc為水泥強(qiáng)度等級(jí)的富余系數(shù)(可取1.13);W為每立方米混凝土的水用量，kg;C為每立方米混凝土的水泥用量，kg;αa，αb均為回歸系數(shù)，據(jù)JGJ 55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，粗骨料采用碎石時(shí)，αa=0.46，αb=0.07。

將例題中條件代入式(2)，得:

以設(shè)計(jì)的混凝土配合比中水Mwo=201.5 kg為基數(shù)，分別計(jì)算水的稱量逐次增加和減少1.5 kg，而題中其他條件不變，代入式(2)，fcu，o′的計(jì)算結(jié)果:

表1 水的稱量發(fā)生變化，fcu，o′計(jì)算結(jié)果

結(jié)論:從表1中fcu，o′計(jì)算結(jié)果來(lái)看，在水泥、砂、石稱量準(zhǔn)確的情況下，混凝土拌制過(guò)程中，隨著加水量的增加，混凝土配置強(qiáng)度減小;相反，隨著加水量的減小，混凝土配置強(qiáng)度增加。加水量多可以使混凝土有較好的流動(dòng)性，澆筑起來(lái)很容易，但是會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降，這也是雨、雪天后要求技術(shù)人員測(cè)定砂、石含水率，制定施工配合比的原因;加水量過(guò)少，混凝土拌合物過(guò)于干稠，在一定的施工振搗條件下，混凝土不能被振搗密實(shí)，出現(xiàn)較多的蜂窩和孔洞，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降。

在實(shí)際施工中，混凝土拌制過(guò)程中加水量是不被準(zhǔn)確控制的，只是依靠有經(jīng)驗(yàn)的混凝土攪拌司機(jī)，憑肉眼觀察來(lái)控制加水量;另一方面加水量也受所澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)形狀的制約，復(fù)雜的和配筋密的結(jié)構(gòu)，只有加水量多的具有較好流動(dòng)性的混凝土才易澆筑。因此，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)混凝土配合比要考慮到工程結(jié)構(gòu)形式，使拌制的混凝土易于施工，減少因施工要求而導(dǎo)致的人為故意多加水，另外在混凝土攪拌機(jī)上加裝水量控制器，嚴(yán)格控制加水量。

2 水灰比中水泥的稱量誤差對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

同樣采用上面案例，以設(shè)計(jì)的混凝土配合比中水泥Mco=375 kg為基數(shù)，分別計(jì)算水泥的稱量逐次增加或減少1.5 kg，而題中其他條件不變，代入式(2)，fcu，o′的計(jì)算結(jié)果:

結(jié)論:從表2中fcu，o′計(jì)算結(jié)果來(lái)看，在水、砂、石稱量準(zhǔn)確的情況下，混凝土拌制過(guò)程中，隨著水泥量的增加，混凝土配置強(qiáng)度增加;相反，隨著水泥量的減小，混凝土配置強(qiáng)度減小。水泥量過(guò)少，所形成的水泥漿不能使砂、石骨料之間產(chǎn)生有效的粘結(jié)力，會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降;水泥用量過(guò)多，拌合物過(guò)于干稠，混凝土既不易澆筑也不易被振搗密實(shí)，出現(xiàn)較多的蜂窩和孔洞，將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降。

在實(shí)際施工中，通常使用袋裝成品水泥，其每袋重量誤差，由生產(chǎn)企業(yè)嚴(yán)格控制，只要是大型企業(yè)的產(chǎn)品就有保證，因此，若是在沒有自動(dòng)計(jì)量上料系統(tǒng)而是采用人工上料的情況下，技術(shù)人員依據(jù)配合比，計(jì)算攪拌機(jī)每次攪拌所需水泥量時(shí)，用量應(yīng)盡量為整袋水泥的倍數(shù)，這就比較容易控制水泥的用量誤差。若有水泥自動(dòng)計(jì)量上料系統(tǒng)則可以避免此問(wèn)題。

表2 水泥的稱量發(fā)生變化，fcu，o′計(jì)算結(jié)果

3 比較水灰比中水和水泥的稱量誤差對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

4 如何調(diào)整混凝土的流動(dòng)性

5 結(jié)語(yǔ)

本文只考慮水灰比中的水和水泥對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，而忽略了其他的因素。混凝土所使用砂、石骨料的稱量、強(qiáng)度、含泥量、級(jí)配等，攪拌所用水的水質(zhì)以及施工中混凝土攪拌時(shí)間、運(yùn)輸距離、振搗質(zhì)量等都可能對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生影響。我們要從混凝土原料進(jìn)場(chǎng)開始，直到混凝土澆筑成型，對(duì)全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)管，通過(guò)提高自身管理水平，采用先進(jìn)的混凝土攪拌、振搗設(shè)備，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，全方位保證混凝土強(qiáng)度。隨著商品混凝土在煤礦建設(shè)中的逐漸普及，現(xiàn)場(chǎng)拌制的混凝土將逐漸被淘汰，混凝土強(qiáng)度將會(huì)有一個(gè)更加可靠的保證。

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