影響新拌水泥混凝土工作性的因素分析及改善措施

趙戰(zhàn)營

(廣東省建筑科學(xué)研究院，廣東 廣州510500)

新拌混凝土具有的綜合性能，稱之為上作性(或稱和易性)。是混凝凝土拌合物易于施工運(yùn)輸、澆注和振搗要求的流動(dòng)性；能保持不為外力作用脆斷的可塑性；施工時(shí)不產(chǎn)生分層、離析、泌水的穩(wěn)定性和易于振搗致密的密實(shí)性。可見新拌混凝土質(zhì)量的好壞，取決于混凝土的流動(dòng)性、黏聚性、保水性，因此很有必要對影響混凝土工作性的因素進(jìn)行研究，保證新拌混凝土的質(zhì)量。

1 組成材料（內(nèi)因）

1.1 各組成材料的性質(zhì)

1.1.1 水泥

水泥在混凝土中是一種膠凝材料，起著膠結(jié)作用。通常加普通水泥的新拌混凝土比加火山灰水泥、礦渣水泥的工作性好。此外，水泥的細(xì)度對拌合物的工作性也有很大的影響，在相同用水量情況下水泥的細(xì)度越細(xì)其新拌混凝土流動(dòng)性越小，但粘聚性和保水性較好。

1.1.2 水

水是混凝土缺一不可的材料。無論是水泥的水化，還是混凝土的硬化成形，以及混凝土后期的養(yǎng)護(hù)都離不開水。在混凝土施工過程中所涉及到的水有拌合用水、水化用水、泌出水和養(yǎng)護(hù)水四種。規(guī)范要求，應(yīng)不含有影響混凝土正常凝結(jié)和硬化的有害雜質(zhì)、油質(zhì)和糖類等。自來水或可飲用水一般能符合要求，含有雜質(zhì)的水可能會對混凝土的某些性能，如凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度增長、顏色和長期耐久性能產(chǎn)生影響。

1.1.3 砂

砂在混凝土中是一種細(xì)集料，起次要骨架作用。優(yōu)質(zhì)的混凝土用砂具有高的密實(shí)度和小的比表面，既能保證硬化后混凝土的強(qiáng)度、耐久性滿足要求，又能達(dá)到在施工中具有適宜的工作性，同時(shí)又節(jié)約水泥的目的。砂的級配反映大小砂粒的搭配情況，級配影響砂的空隙率的大小，為節(jié)約水泥和提高混凝土的密實(shí)度，應(yīng)該使用級配良好的砂以達(dá)到最小的空隙率。砂的粗細(xì)程度也會影響混凝土的工作性。如用粗砂，拌制混凝土?xí)r其內(nèi)摩阻力較大，保水性差，適宜配制水泥用量多的富混凝土或低流動(dòng)混凝土；中砂宜先選用以配制不同等級混凝土；細(xì)砂，配制的混凝土粘性較大，保水性能好，易插搗成型，但因其比表面積大，使用時(shí)宜降低砂率。

1.1.4 石

石在混凝土中是一種粗集料，起主要骨架作用。石料的最大粒徑、級配、表面形狀等也在一定程度上影響著混凝土的工作性。新拌混凝土隨著石料最大粒徑的增加，單位用水量相應(yīng)減少，在固定用水量和水灰比的條件下，加大粒徑，可獲得較好的工作性，或減少水灰比而提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在結(jié)構(gòu)截面允許的條件下，盡量增大最大粒徑可節(jié)約水泥(但需要注意，增大粒徑雖可提高抗壓強(qiáng)度，但會降低抗拉強(qiáng)度)。在選擇石料時(shí)，用卵石比用碎石拌制而成的混凝土流動(dòng)性大；用級配良好的集料比用級配不良的集料拌制而成的混凝土流動(dòng)性大，粘聚性和保水性較好。

1.1.5 外加劑

混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻人用以改善混凝土性質(zhì)的物質(zhì)。摻量一般不大于水泥質(zhì)量的5%。混凝土外加劑品種繁多，改善混凝土拌合物流變性能的主要有減水劑、引氣劑、泵送劑、保水劑等。

1.1.6 摻合料

摻合料的種類、品質(zhì)和摻量會影響新拌混凝土的工作性?；炷链蠖紦接梅勖夯业葥胶狭?，如果摻用I級粉煤灰，因其含有較多的球形顆粒，能有效地減少用水量，改善新拌混凝土的工作性。在水膠比基本相同的情況下，摻量不同對混凝土拌合物工作性的影響也有所不同。

1.2 各組成材料間的比例關(guān)系

1.2.1 水膠比

水膠比是指混凝土中水的質(zhì)量與水泥(膠凝材料)質(zhì)量之比。水膠比可反映水泥漿的稠度。在保持用水量不變的情況下，若增加水泥用量，即水膠比減小時(shí)，會使水泥漿變稠，拌合物流動(dòng)性會較小，而粘聚性和保水性會較好，但當(dāng)混凝土水泥用量過多時(shí)，在一定施工條件下難以密實(shí)成型，同時(shí)會使混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)不到預(yù)期的要求，而且會浪費(fèi)過多的水泥，起不到節(jié)約水泥的目的。若加入過少的水泥，即加大水膠比，此時(shí)過稀的水泥漿導(dǎo)致混凝土拌合物流動(dòng)性過大，從而會使拌合物流漿、離析，嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，因此，應(yīng)合理地選用水膠比。

1.2.2 漿集比

漿集比是指水泥漿質(zhì)量與集料質(zhì)量(包括砂和石)之比。水泥漿除了具有填充空隙外，還包裹在集料的表面，以減少集料之間的摩擦力，使混合料具有一定得流動(dòng)性。在混凝土拌合物中，若保持水灰比不變，水泥漿越多，拌合物流動(dòng)性越大，但水泥漿過多混合物的粘聚性和保水性就會變差，同時(shí)對混凝土的強(qiáng)度和耐高溫性能會產(chǎn)生一定得影響，也會增大混凝土配制的成本；相反若水泥漿過少，混凝土的粘聚性就會很差，因此在配制混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定水泥漿的用量，在滿足工作性的要求的前提下，兼顧強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性和耐久性。

1.2.3 砂率

砂率是指砂的質(zhì)量占砂、石總量的百分比，在當(dāng)混合物砂率增大時(shí)，計(jì)量的孔隙率和總比表面積增大，拌合物流動(dòng)性變差，當(dāng)砂率較小時(shí)，雖然集料的總比表面積減少，但由于砂漿不足，不能在粗集料周圍形成足夠的砂漿層達(dá)到潤滑作用，從而降低拌合物的流動(dòng)性，更嚴(yán)重的將影響混凝土拌合物的粘聚性和保水性。因此在保證水灰比、集漿比不變的情況下，合理的砂率可使拌合物具有更好的工作性能。

2 環(huán)境條件和時(shí)間（外因）

2.1 施工與環(huán)境條件

新拌混凝土的工作性在不同的施工、環(huán)境條件下往往會發(fā)生變化。影響新拌混凝土工作性的施工條件包括攪拌方式、攪拌時(shí)間等。GB 50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中規(guī)定：根據(jù)攪拌機(jī)的類型和不同容量，規(guī)定最少攪拌時(shí)間為1min-3min。因此用高頻攪拌機(jī)比低頻攪拌機(jī)的拌合效果要好，用強(qiáng)制式攪拌機(jī)比自落式攪拌機(jī)的拌合效果要好。

影響新拌混凝土工作性的環(huán)境條件包括溫度、濕度、風(fēng)速。新拌混凝土的流動(dòng)性會隨著溫度升高、水泥的水化率、水分蒸發(fā)量將增大，同時(shí)水泥漿的流動(dòng)性將會降低。同樣風(fēng)速和濕度也會影響拌合物的水分蒸發(fā)率，從而會影響混合物的塌落度。因此在實(shí)際工作中必須采用相應(yīng)的改善工作性的措施。

2.2 時(shí)間

混凝土拌合物塌落度與實(shí)踐成反比，主要是由拌合物中自由水隨時(shí)間蒸發(fā)、集料吸水、水泥早期水化引起的，因此在實(shí)際工作中，拌制混凝土?xí)r應(yīng)充分考慮混凝土的施工時(shí)間，調(diào)整好用水量。

3 改善新拌混凝土工作性的措施

3.1 調(diào)整混凝土的材料組成

1)采用適宜的水泥品種和摻合材料；2)改善砂、石的級配，盡量采用連續(xù)級配；3)根據(jù)流動(dòng)性、粘聚性和保水性的要求增大或減小砂、石料的粒徑；4)采用合理砂率，盡可能降低砂率，有利于提高混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥；5)當(dāng)混凝土拌合物流動(dòng)性太小時(shí)，維持水膠比不變，適當(dāng)增加水泥漿的用量；當(dāng)拌合物流動(dòng)性太大，但粘聚性良好時(shí)，可保持砂率不變，適當(dāng)增加砂、石用量。摻加各種外加劑，在拌合物中加入少量外加劑(如減水劑、引氣劑)，能使拌合物在不增加水泥漿用量的條件下，有效地改善混凝土的各種工作性能。

3.2 改進(jìn)拌合物的施工工藝

1)采用高效率的攪拌設(shè)備和振搗設(shè)備，既可以改善拌合物的工作性，又可在較小的流動(dòng)性情況下獲得較高的密實(shí)度；2)根據(jù)具體的環(huán)境條件，盡可能縮短新拌混凝土的運(yùn)輸時(shí)間或摻緩凝劑、流變劑等。

4 結(jié)語

新拌混凝土的工作性對混凝土工程施工質(zhì)量起著舉足輕重的作用，在施工過程中要重視新拌混凝土工作性，能合理地分析其影響工作性的原因，對癥下藥，并加以改善，就能達(dá)到滿足規(guī)范要求的合格混凝土。

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