混凝土中的(混凝土基础知识——混凝土的工作性)

Posted 2023-06-01

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混凝土中的(混凝土基础知识——混凝土的工作性)

作为新拌混凝土，更多的强调其工作性。新拌混凝土工作性包括流动性、粘聚性和保水性。

（一）新拌混凝土流动性的影响因素评价新拌混凝土流动性的方法很多，最常见的有坍落度试验方法。坍落度试验方法主要适用于中等流动度的塑性混凝土。扩展度试验方法适用于大流动度的混凝土，试验过程与坍落度方法相同。提起坍落度简后，混凝土在自重作用下向四周扩展。测量扩展后混凝土的平均直径，以此作为评判混凝土流动性的指标。（１）用水量混凝土的用水量是影响流动性的主要因素之一。在一定范围内，混凝土流动性随用水量的增加而增大。在采用一定骨料的情况下，如果用水量一定，在实际应用范围内，水泥用量即使变化，坍落度大体上保持不变，这一规律称为固定加水量定则，或需水量定则。虽然固定加水量定则是不严密的，但这个定则用于混凝土配合比设计时是相当方便的，即可以通过固定用水量、变化水灰比，而得到既满足新拌混凝土工作性要求，又满足混凝土强度要求的设计。(2)骨灰比、如果水灰比保持不变，减小骨灰比，混凝土流动性增大。(3)砂率砂的颗粒比粗骨料颗粒小的多，因此，在一定范围内，它可以填充在粗骨料的空隙中，使骨料堆积密度提高，骨料的空隙率减小，此时随着砂率的增大，混凝土流动性增大。当砂的数量超过一定程度后，粗骨料的空隙已经填满，不能再容纳砂的进入，在这种情况下继续增加砂的含量，骨料的空隙率开始上升，新拌混凝土流动性降低。因此对混凝土来说存在一个最佳砂率问题。最佳砂率与粗骨料的堆积状态，砂的颗粒级配水泥用量有关。粗骨料的空隙率越大，空隙中所能容纳的砂的数量越多，因而最佳砂率也越大。粗砂最佳砂率较大，细砂最佳砂率小。在低强度等级混凝土中，由于胶凝材料用量较少，因此，应采用较大的砂率。在高强度等级混凝土中，由于胶凝材料用量较多，相应地应采用较小的砂率。（4）骨料级配级配好的骨料空隙较少，在相同水泥浆量情况下，可以获得更好的流动性。（5）矿物掺合料优质粉煤灰的需水量比较小，可以显著提高混凝土的流动性，或在保持混凝土流动性不变的情况下大幅度减少用水量。磨细矿渣粉对混凝土的坍落度影响不大。(6)外加剂掺用减水剂可以显著的提高新拌混凝土的流动性，或在保持相同流动性是较大幅度的减少混凝土用水量。减水剂对新拌混凝土的流动性的影响与减水剂的品种和掺量有很大的关系。一般而言，减水剂都有一个最佳掺量，但不同的减水剂最佳掺量是不同的。减水剂与胶凝材料之间有一个相互适应问题。如果减水剂与胶凝材料不相适应，它的作用效果也会受到很大的影响。

（二）新拌混凝土坍落度损失新拌混凝土的流动性随着时间而减小，这是混凝土水化硬化的必然过程。造成混凝土坍落度损失的原因（1）胶凝材料水化。在混凝土中，胶凝材料与水反应形成水化产物，水化产物的形成使得水泥浆体由分散状态向凝聚结构转移。这一转移过程必将引起混凝土的坍落度损失。（2）减水剂作用的减退。（3）骨料吸水。（4）水分蒸发。（5）气泡逃逸。混凝土坍落度损失较大的原因（1）外加剂与水泥不适应。采用减水剂既可以显著的增大新拌混凝土的坍落度，又可能导致新拌混凝土的坍落度损失。减水剂与水泥有一个相互适应、相互匹配的问题，如果相互不适应，则会造成较大的坍落度损失。（2）胶凝材料水化过快。新拌混凝土的坍落度损失与水泥的水化过程有着密切的关系。水泥的水化速度越快，新拌混凝土的坍落度损失也就越大。我国水泥普遍向细化和高C3S方向发展，因此，水泥的水化速度普遍加快，这也是引起混凝土坍落度损失加快的一个原因。当水泥中石膏含量不合适、半水石膏太多时也会使新拌混凝土的坍落度损失过快。（3）骨料、矿物掺和料吸水率大。（4）环境温度高、湿度低。减少混凝土坍落度损失的主要技术措施（1）选择相适应的胶凝材料—外加剂体系。（2）延缓胶凝材料的水化。延缓胶凝材料水化通常有两种办法：一是调整胶凝材料系统，提高矿物掺和料掺量；二是采用缓凝剂。（3）骨料在使用前进行预吸水处理

（三）新拌混凝土的性能—工作性（离析、浮浆和泌水）离析是指混凝土拌合物成分相互分离，造成内部组成与结构不均匀的现象，通常表现为粗骨料与砂浆相互分离或浮浆现象，浮浆是指水泥浆与骨料颗粒的分离。离析是混凝土黏聚性不好的一种表现形式。泌水是指在拌合物浇筑、密实之后，在凝结硬化之前，水分从拌合物内部迁移到表面的现象。离析和泌水对硬化混凝土性能的危害：新拌混凝土的不同层次的分离导致混凝土分布的不均匀性，这种分布的不均匀性将导致混凝土强度不均匀，且由于表面混凝土和下面混凝土水泥浆含量的不一致性，有可能引起混凝土表面开裂。防止混凝土泌水和离析的技术措施（1）解决泌水的方法有两个：一是减小胶凝材料颗粒的粒径，二是减小胶凝材料颗粒的密度。提高水泥的粉磨细度可以有效地减少泌水，这实质上是一条减少颗粒粒径的技术途径。掺入优质的粉煤灰、硅灰等矿物外加剂也可以有效地减少泌水。从减少泌水的角度说，粉煤灰比磨细矿粉更有效。（2）防止混凝土的各种离析，关键在于混凝土中各种颗粒之间能有一个好的级配，在不同层次上阻碍颗粒的运动，这样才能保持混凝土有较好的均匀性。解决浮浆有两个技术途径：一是减小细骨料颗粒的粒径，二是增大水泥浆的黏度。从前一个技术途径考虑，采用较细的砂有助于减少浮浆，从后一个技术途径考虑，则可以通过减小水胶比，增加水泥浆体积含量来实现。如果出现粗骨料分离，则表明砂浆黏度太小或粗骨料粒径过大，可适当的提高砂率和减小粗骨料粒径。

（四）新拌混凝土的性能—工作性（凝结与硬化）初凝：新拌混凝土基本上失去流动性，此时新拌混凝土即达到初凝。终凝：水化反应继续进行，水化产物不断加固网状凝结结构，使混凝土具有了力学强度，此时新拌混凝土就达到终凝。（1）水泥凝结时间的的影响。水泥凝结越快，新拌混凝土的凝结时间越短。（2）化学外加剂的影响。对混凝土凝结时间有显著影响的化学外加剂是一些调凝剂。（3）矿物掺合料的掺入会影响胶凝材料的水化反应速度，因而也影响混凝土的凝结时间。在同等条件下，矿物外加剂掺量越大，混凝土的凝结时间越长。在掺入矿物外加剂时，应相应的减少缓凝剂的掺量。特别是掺量较大时，甚至可以不用缓凝剂。（4）在通常情况下，如果水泥相同，水灰比越大，新拌混凝土的凝结时间越长。（5）随着环境温度的提高，新拌混凝土的凝结时间缩短。（6）环境湿度的高低影响混凝土中水分的蒸发速度，在干燥环境下，新拌混凝土中的水分蒸发较快，混凝土凝结时间较短。这种凝结不是真正意义上的凝结，这种凝结是以水分的损失为前提条件的，因而水泥浆体必将伴随着较大的干燥的收缩，这种收缩将会导致较严重的开裂。这种凝结过程是一个裂纹的形成与发展的过程。正常凝结是通过足够数量水化产物的形成来实现的，没有水分的失去，只有水分的转移。也就是说，一些水分由自然状态转变为水化产物的一部分不一定产生收缩，即便产生收缩，也比前者小得多。因此，一般不会出现明显的裂缝。*注意：在干燥的环境下，特别是在大风的环境中，浇筑好的混凝土必须采取措施，防止混凝土内部水分的失去。

（五）新拌混凝土的性能—工作性（含气量）（1）含气量增加，新拌混凝土的泌水率降低。（2）在其它原材料不变，且配合比也相同的情况下，含气量增加，混凝土的容重降低。（3）随着含气量的增加，混凝土强度有所降低，高强度等级混凝土强度下降得更快。（4）适当的含气量有助于提高混凝土抗冻性能。（5）适当的含气量不影响混凝土抗渗性能。