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说说混凝土工作性的内涵及其影响因素有哪些

 

发布时间:2024-02-05    字号:【

 (一)混凝土的工作性的内涵

在施工过程中,为方便混凝土运输、泵送、浇筑、振捣等施工工序,要求混凝土必须具有良好的工作性能,混凝土不发生分层、离析、泌水的现象。混凝土的工作性是结构成型、硬化、产生强度之前的关键环节,也是混凝土结构后期强度与耐久性的保证。混凝土工作性是一个综合指标,具体包括流动性、黏聚性和保水性。 

(1)流动性 

流动性混凝土拌合物浇筑后,在重力或机械振捣的作用下,能够流动并均匀充满模板的能力。流动性的好坏直接影响混凝土硬化后的质量,流动性过小,难以振捣成型,容易造成内部或表面空洞等缺陷,但流动性过大易造成混凝土泌水、离析,经过振捣后容易出现离析分层,影响混凝土匀质性和密实性,造成混凝土凝结收缩不一致而增大开裂的风险。混凝土流动性较差,表现为其坍落扩展度小,流速慢,混凝土表面缺少浆体混凝土流动性优异,表现为流速快,混凝土表面浆体充盈,且有光泽。 

(2)黏聚性 

黏聚性指混凝土拌合物各组成材料之间具有一定的黏聚力,在施工工程中,不发生分层、离析现象。黏聚性是保证混凝土整体匀质性的重要因素,如果黏聚性过差,则混凝土中骨料与浆体容易分离,将会导致混凝土在施工振捣下产生蜂窝、麻面等质量问题。混凝土坍落度试验试体向周围坍落为黏聚性好,试体向一边垮塌或部分石子外漏,表面不粘砂浆为黏聚性差。 

3保水性 

保水性指混凝土拌合物能够保持其内部水分不会流失的性能,良好的保水性使混凝土不会发生离析、分层,内部水析出到表面留下许多毛细管孔道,成为混凝土渗水通道。混凝土拌合物装入坍落度筒捣实后,筒底稍有稀浆或无稀浆为保水性好混凝土拌合物倒在铁盘上,表面有水或水泥稀浆析出说明保水性差即为离析现象 

工作性的三个指标相辅相成、相互影响。一般来讲,混凝土流动性大黏聚性和保水性会降低混凝土黏聚性好,流动性会降低。所以,计算混凝土配合比时,必须同时考虑三个因素,使混凝土新拌合物同时满足工作性的三个指标,在它们之间找到一个平衡点,提高混凝土拌合物的匀质性。 

(二)影响新拌混凝土工作性的因素

(1)胶凝材料 

胶凝材料是混凝土拌合物的重要组成组分,胶凝材料的品种、质量和组成比例对混凝土工作性产生非常重要的影响。胶凝材料对混凝土工作性的影响主要表现在其需水性和与外加剂的相容性方面,需水量较大的胶凝材料达到相同的坍落度,需要较多的用水量或提高外加剂用量。然而如果保持水胶比不变,用水量增加,胶凝材料用量也得跟着增加,这样就造成了胶凝材料的浪费,成本增加。因此,要选择需水性较低,与外加剂相容性较好的胶凝材料。 

(2)骨料 

粗骨料的颗粒形状,颗粒级配和粒径对混凝土拌合物的工作性有重要的影响。骨料中针、片、长颗粒较多时,混凝土的流动性减小,易产生离析。表面光滑的骨料(如河砂、卵石)拌制的混凝土的流动性较好。骨料的最大粒径增大,总表面积减小,混凝土的流动性较大。良好的颗粒形状,适宜的颗粒级配可以使混凝土拌合物中的空隙率减小,可以提高混凝土拌合物的粘聚性和保水性。 

根据细度模数的大小通常将砂分为粗砂、中砂、细砂,砂的粗细程度对混凝土拌合物的工作性具有总有的影响。在相同砂用量的前提下,细砂的总表面积较大,粗砂的比表面积较小,在浆体量相同的情况下,细砂需要包裹砂粒表面的浆体较粗砂要多,则流动性减小,从而拌合物的工作性变差。如果砂过细或者过粗,颗粒级配不合理,会使空隙率加大,直接影响混凝土的工作性,所以良好的颗粒级配才能使混凝土拌合物获得最佳的工作性和强度。 

另外,骨料的含泥量大小也是影响混凝土拌合物的重要因素,不可忽视。在骨料的选择上一定要选用含泥量较低的,质量良好的。 

(3)外加剂 

在没有使用外加剂的混凝土拌合物中,浆体稠度对拌合物的工作性具有直接影响。浆体的稠度是由水胶比(W/B)的大小决定的:当水胶比越小时,混凝土中拌和用水量也越小,则浆体就越稠,混凝土发涩而变差,拌和物的流动性便越小,使黏聚性和保水性较高,在一定施工条件下难以成型密实;当水胶比过大时,混凝土中拌和用水量过多,则浆体过稀,拌和物的流动性虽然较大,但会造成黏聚性和保水性变差,而产生流浆及离析现象,并严重影响混凝土的强度和耐久性。因此,无论是浆体的多少还是稀稠,对混凝土拌和物流动性起决定作用的是用水量的大小。 

随着混凝土技术水平的发展,在拌制混凝土时,加入少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加用水量和胶凝材料的条件下,使混凝土的流动性显著增加,改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性。外加剂的使用可以有效改善混凝土浆体的稠度,在水胶比较小时,使拌合物具有良好的工作性。不同种类的外加剂对混凝土拌合物工作性产生不同影响,如高效减水剂可以有效降低用水量或在用水量不变的情况下增加拌合物的流动性;引气剂使混凝土拌合物引入大量分布均匀的微小封闭球状气泡,提高了混凝土拌合物的保水性、粘聚性,减少了泌水、离析现象,改善了工作性;混凝剂可以延长混凝土凝结时间,减少混凝土坍落度损失,提高混凝土工作性的保持能力。 

(4)浆体的数量 

混凝土的浆体对混凝土拌和物的工作性具有作用,浆体在混凝土拌合物中的作用是填充骨料间的空隙,并略有富余,富余的浆体包裹在骨料的表面减少骨料间的摩擦力,使混凝土拌合物具有一定的工作性。浆体如果过少,不能填满骨料间空隙或不能很好包裹骨料表面时,拌合物的粘聚性也会变差。浆体越多,包裹在骨料表面的浆体厚度越大,骨料间的摩擦力越小,混凝土拌合物的流动性越大。但也并不是浆体越多越好,浆体太多,流动性增大,会出现流浆现象。过多的浆体使混凝土在凝结的过程中收缩变大,混凝土拌和物的体积稳定性变差,降低混凝土的耐久性。因此,浆体的数量以满足混凝土拌和物工作性为宜,不宜过量,也不能过少。需要对混凝土拌合物的工作性进行调整时,应在保证水胶比不变的条件下,用调整浆体量的方法来进行。 

(5)砂率 

粗细骨料的相对比例用砂率表示,砂率的变动,会使骨料的空隙率和骨料的总表面积有显著改变,因而对混凝土拌合物的工作性产生显著的影响。石子在混合物中起骨架的作用,而浆体、砂子是充填骨料,浆体包裹着砂、石使其均匀分布处于悬浮状态,不发生分层、离析,这样,才能使混凝土具有良好的工作性。 

如果砂率过大,骨料的总表面积及空隙率都会增大,在浆体含量不变的情况下,相对地浆体显得少了,减弱了浆体的润滑作用,导致混凝土拌合物的流动性降低,影响混凝土拌合物的工作性,在施工过程中影响混凝土的浇筑质量和强度,进而影响结构物的承载力。如果砂率过小,又不能保证粗骨料之间有足够的砂浆层,也会降低混凝土拌合物的流动性,并严重影响其粘聚性和保水性,在混凝土的浇筑过程中容易造成离析、流浆现象。因此,砂率既不能过大,也不能过小,应有一个合理值称为合理砂率。当砂率适宜时,砂不但填满石子间的空隙,而且还能保证粗骨料间有一定厚度的砂浆层,以减少粗骨料间的摩擦阻力,使混凝土拌合物有较好的流动性。采用合理砂率时,在有相同坍落度的情况下,能使混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性和保水性,而使水泥用量为最少,也就是说混凝土拌合物中合理的砂率可以节约胶凝材料用量,降低成本。在配置混凝土时,合理砂率可通过试验、计算、查表等方法确定。 

(6)存放时间和环境温度 

搅拌后的混凝土拌合物,随着时间的延长而逐渐变得干稠,坍落度减小,工作性变差。混凝土拌合物中一部分水已与水泥水化,一部分水被骨料吸收,一部分水蒸发,以及混凝土凝聚结构的逐渐形成,致使混凝土拌合物的流动性变差。存放时间对混凝土和易性的影响主要表现在混凝土的运输时间、浇筑时间、振捣时间上,运输、浇筑时间较长的工地可以适当提高外加剂用量,提高混凝土初始坍落度。 

混凝土拌合物的工作性也受温度的影响,环境温度升高,水分蒸发及水化反应加快,相应使流动性降低,坍落度损失加快,影响混凝土的浇筑质量。因此,施工中为保证混凝土的工作性,必须注意环境温度的变化,采用相应的搅拌和养护措施。混凝土拌合物从搅拌机中卸出到浇筑完毕延续时间与温度的控制要符合试验要求:浇筑混凝土时的温度低于25℃时,混凝土的浇筑时间易控制在2h以内,如果高于25℃时,易控制在90min,以免影响混凝土拌合物的工作性,而影响到混凝土的浇筑质量。 

另外,搅拌时间也会对混凝土拌和物的工作性有影响,搅拌时间不足,搅拌不均匀,拌和物的工作性就差,同时也会影响混凝土的质量。 

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