浅谈混凝土拌和物的坍落度

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摘要：新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇注、振捣）并获得质量均匀、成型密实的性能，测定混凝土的和易性最常用的方法就是坍落度试验方法。针对影响混凝土坍落度的原因进行了分析。

  关键词：坍落度；水灰比；砂率；外加剂   混凝土拌合物的和易性是一项综合技术性质，它至少包括流动性、粘聚性和保水性三项独立的性能。流动性是指混凝土拌合物在自重或机械力作用下能产生的流动并均匀密实地添满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物各组成材料之间有一定的粘聚力，不致在施工过程中产生分层和离析的现象。保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力，不致在施工过程中出现严重的泌水现象。可见，新拌混凝土的流动性、粘聚性和保水性有各自的内涵，因此，影响它们的因素也不尽相同。   正是因为新拌混凝土的流动性、粘聚性和保水性有其各自独立的内涵，通常是测定混凝土拌合物的流动性，辅以其他方法评定混凝土拌合物的粘聚性和保水性，然后综合评定混凝土拌合物的和易性。测定流动性的方法最常用的是坍落度试验方法。   1坍落度的测试方法   用一个上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭状的塌落度桶，灌入混凝土后捣实，然后拔起桶，混凝土因自重产生塌落现象，用桶高（300mm）减去塌落后混凝土最高点的高度，称为塌落度，如果差值为10mm，则塌落度为10。   实际施工时，混凝土拌合物的坍落度要根据构件截面尺寸大小、钢筋疏密和捣实方法来确定。当构件截面尺筋较密，或采用人工捣实时，坍落度可选择大一些。反之，若构件截面尺寸较大，或钢筋较疏，或采用机械振捣，则坍落度可选择小一些。   2影响混凝土坍落度的原因   2.1水灰比   水灰比是指水泥混凝土中水的用量与水泥用量之比。在单位混凝土拌合物中，集浆比确定后，即水泥浆的用量为一固定数值时，水灰比决定水泥浆的稠度。水灰比较小，则水泥浆较稠，混凝土拌合物的流动性亦较小，当水灰比小于某一极限值时，在一定施工方法下就不能保证密实成型；反之，水灰比较大，水泥浆较稀，混凝土拌合物的流动性虽然较大，但粘聚性和保水性却随之变差。当水灰比大于某一极限值时，将产生严重的离析、泌水现象。因此，为了使混凝土拌合物能够密实成型，所采用的水灰比值不能过小，为了保证混凝土拌合物具有良好的粘聚性和保水性，所采用的水灰比值又不能过大。由于水灰比的变化将直接影响到水泥混凝土的强度，因此在实际工程中，为增加拌合物的流动性而增加用水量时，必需保证水灰比不变，同时增加水泥用量，否则将显著降低混凝土的质量，决不能以单纯改变用水量的办法来调整混凝土拌合物的流动性。   2.2砂率   砂率是指混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。砂率表征混凝土拌合物中砂与石相对用量比例。由于砂率变化，可导致集料的空隙率和总表面积的变化。当砂率过大时集料的空隙率和总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌合物就显得干稠，流动性小；当砂率过小时，虽然集料的总表面积减小，但由于砂浆量不足，不能在粗集料的周围形成足够的砂浆层起润滑作用，因而使混凝土拌合物的流动性降低。更严重的是影响了混凝土拌合物的粘聚性与保水性，使拌合物显得粗涩、粗集料离析、水泥浆流失，甚至出现溃散等不良现象。因此，在不同的砂率中应有一个合理砂率值。混凝土拌合物的合理砂率是指在用水量和水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌合物获得最大流动性，且能保持粘聚性。   2.3水泥特性   水泥的品种、细度、矿物组成以及混合材料的掺量等都会影响需水量。由于不同品种的水泥达到标准稠度的需水量不同，所以不同品种水泥配制成的混凝土拌合物具有不同的和易性。通常普通水泥的混凝土拌合物比矿渣水泥和火山灰水泥的工作性好。矿渣水泥拌合物的流动性虽大，但粘聚性差，易泌水离析。火山灰水泥流动性小，但粘聚性最好。此外，水泥细度对混凝土拌合物的工作性亦有影响，适当提高水泥的细度可改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性，减少泌水、离析现象。   水泥对混凝土坍落度经时损失的影响主要体现在水泥细度和化学参数两个方面。水泥的比表面积越小，颗粒形状越接近球形，混凝土的和易性将越好，坍落度经时损失也越小。   2.4单位体积用水量   单位体积用水量是指在单位体积水泥混凝土中，所加入水的质量，它是影响水泥混凝土工作性的最主要的因素。新拌混凝土的流动性主要是依靠集料及水泥颗粒表面吸附一层水膜，从而使颗粒间比较润滑。而粘聚性也主要是依靠水的表面张力作用，如用水量过少，则水膜较薄，润滑效果较差；而用水量过多，毛细孔被水分填满，表面张力的作用减小，混凝土的粘聚性变差，易泌水。因此用水量的多少直接影响着水泥混凝土的工作性。当粗集料和细集料的种类和比例确定后，在一定的水灰比范围内（W/C=0.4~0.8），水泥混凝土的坍落度主要取决于单位体积用水量，而受其他因素的影响较小，这一规律称为固定加水量定则。   2.5集浆比   集浆比就是单位混凝土拌合物中，集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比，有时也用其倒数，称为浆集比。水泥浆在混凝土拌合物中，除了填充集料间的空隙外，还包裹集料的表面，以减少集料颗粒间的摩阻力，使混凝土拌合物具有一定的流动性。在单位体积的混凝土拌合物中，如水灰比保持不变，则水泥浆的数量越多，拌合物的流动性愈大。但若水泥浆数量过多，则集料的含量相对减少，达一定限度时，就会出现流浆现象，使混凝土拌合物的粘聚性和保水性变差；同时对混凝土的强度和耐久性也会产生一定的影响。此外水泥浆数量增加，就要增加水泥用量，提高了混凝土的单价。相反，若水泥浆数量过少，不足以填满集料的空隙和包裹集料表面，则混凝土拌合物粘聚性变差，甚至产生崩坍现象。因此，混凝土拌合物中水泥浆数量应根据具体情况决定，在满足工作性要求的前提下，同时要考虑强度和耐久性要求，尽量采用较大的集浆比。   2.6集料特性   集料的特性包括集料的最大粒径、形状、表面纹理、级配和吸水性等，这些特性将不同程度地影响新拌混凝土的和易性。其中最为明显的是，卵石拌制的混凝土拌合物的流动性较碎石的好。集料的最大粒径增大，可使集料的总表面积减小，拌合物的工作性也随之改善。此外，具有优良级配的混凝土拌合物具有较好的和易性。   2.7环境条件   引起混凝土拌合物工作性降低的环境因素，主要有时间、温度、湿度和风速。对于给定组成材料性质和配合比例的混凝土拌合物，其工作性的变化，主要受水泥的水化速率和水分的蒸发速率所支配。水泥的水化，一方面消耗了水分；另一方面，产生的水化产物起到了胶粘作用，进一步阻碍了颗粒间的滑动。而水分的挥发将直接减少了单位混凝土中水的含量。因此，混凝土拌合物从搅拌到捣实的这段时间里，随着时间的增加，坍落度将逐渐减小，称为坍落度损失。同样，风速和湿度因素会影响拌合物水分的蒸发速率，因而影响坍落度。在不同环境条件下，要保证拌合物具有一定的工作性，必须采取相应的改善工作性的措施。   在较短的时间内，搅拌得越完全越彻底，混凝土拌合物的和易性越好。   2.8外加剂   在拌制混凝土时，加入很少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥浆用量的条件下，获得很好的和易性，增大流动性，改善粘聚性，降低泌水性。并且由于改变了混凝土结构，还能提高混凝土的耐久性。