淺談混凝土的和易性

李勇

（山東省棗莊市建筑材料科研所，山東 棗莊277100）

淺談混凝土的和易性

李勇

（山東省棗莊市建筑材料科研所，山東 棗莊277100）

優(yōu)質(zhì)混凝土有兩項(xiàng)全面的標(biāo)準(zhǔn)：（1）混凝土在硬化狀態(tài)下要具有良好的力學(xué)和耐久性能。（2）在新拌和狀態(tài)下，即從攪拌機(jī)出料，運(yùn)輸直到在模板中澆筑成型，要具有良好的施工性質(zhì)，這就是新拌混凝土的和易性?；炷寥绻哂辛己玫暮鸵仔?，那么它的質(zhì)量保證就達(dá)到50%，良好的和易性不僅是混凝土硬化后力學(xué)性質(zhì)的保證，同時(shí)也是耐久性要求的保證。

混凝土;和易性;強(qiáng)度;耐久性

0 前言

混凝土是用量最大，用途最廣泛的建筑材料，由混凝土和增強(qiáng)材料組合而成的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土以及其它加筋混凝土更加擴(kuò)展了混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域?；炷烈彩且婚T(mén)應(yīng)用科學(xué)，應(yīng)用科學(xué)以取得最大經(jīng)濟(jì)效益為目的，因此混凝土技術(shù)發(fā)展應(yīng)緊緊圍繞著經(jīng)濟(jì)效益。隨著技術(shù)的進(jìn)步，混凝土的施工方法和制造技術(shù)有了很大的提高，這就使得對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的理解有了改變，從以往一個(gè)企業(yè)或行業(yè)謀取利益，提高到為一個(gè)國(guó)家以及人類(lèi)謀利益。水泥混凝土由于原料豐富，能耗與成本低，適用性好，耐久性好，并能夠消納工業(yè)廢渣等特點(diǎn)。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將是廣用途、廣用量的建筑材料。但是由于水泥是混凝土原料中的主要膠凝材料，而其生產(chǎn)過(guò)程又是以大量的消耗能源和造成環(huán)境污染為代價(jià)，這就使得在今后的水泥混凝土中如何盡量減少水泥用量成為現(xiàn)代混凝土技術(shù)的一個(gè)新的課題。而良好的混凝土和易性，由于其增強(qiáng)和密實(shí)效果，可以在減少水泥用量、延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命方面作用明顯。

1 水泥混凝土和易性的重要性

和易性亦稱(chēng)為工作性：系指新拌混凝土適合于攪拌、運(yùn)輸、澆注、振搗密實(shí)成型的性能。它包括新拌混凝土的流動(dòng)性、粘聚性、保水性、可泵性等技術(shù)性能。工作性?xún)?yōu)良即流動(dòng)性大，粘聚性好、保水性好。是新拌混凝土適合于泵送施工等現(xiàn)代化施工工藝的技術(shù)保證，是保證混凝土施工質(zhì)量的技術(shù)基礎(chǔ)。具有優(yōu)良和易性的新拌混凝土。在保證施工質(zhì)量的前提下，可形成均勻、密實(shí)、堅(jiān)固的硬化混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)其強(qiáng)度和耐久性具有重要的意義。而工作性不良的新拌混凝土，施工時(shí)會(huì)在混凝土的上表面或側(cè)面出現(xiàn)泌水，導(dǎo)致其硬化后表面疏松多孔，容易在凝結(jié)硬化過(guò)程中引發(fā)收縮開(kāi)裂，嚴(yán)重降低混凝土強(qiáng)度和耐久性。同時(shí)，新拌混凝土施工時(shí)還會(huì)在其內(nèi)部出現(xiàn)水泥漿、粗、細(xì)骨料三者之間發(fā)生相互分離或不均勻離析現(xiàn)象，使?jié)沧⒑竽０逯械幕炷练謱踊虿幻軐?shí)，產(chǎn)生蜂窩，狗洞等質(zhì)量事故。

2 影響新拌混凝土和易性的主要因素

包括水泥漿的量、水泥漿的稠度、砂率、外加劑品種、攪拌及停放時(shí)間、環(huán)境溫度、水泥漿和骨料之比等因素。

（1）水泥漿量：在混凝土單位體積內(nèi)，如果保持水灰比不變，新拌混凝土中水泥漿量愈多，流動(dòng)性愈大，反之則小。水泥漿量多，意味著用水量增加，也使混凝土中的漿料除填充混凝土集料間的空隙外，尚可以包裹集料的表面形成潤(rùn)滑層，以減少集料顆粒間的摩擦阻力，使新拌混凝土有一定的流動(dòng)性。但是一味的增加漿量，則使單位體積內(nèi)的集料含量必然減少，當(dāng)達(dá)到一定的限度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)水泥漿不包裹集料而分層流出及泌水現(xiàn)象，也叫做離析，使新拌混凝土的保水性和粘聚性變差，同時(shí)對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

（2）水泥漿的稠度：主要取決于水灰比的大小，水灰比小，水泥漿稠，新拌混凝土的流動(dòng)性較??；相反，水灰比大，水泥漿較稀，新拌混凝土的流動(dòng)性較大，但粘聚性及保水性變差。因此，在混凝土的配合比過(guò)程中，選擇并使用一個(gè)良好的水灰比，能夠做到在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，對(duì)保證新拌混凝土的和易性有至關(guān)重要的作用。

（3）砂率：是指砂子的重量占骨料總重量的百分率，是表示砂子和石子兩者之間如何組合的一個(gè)關(guān)系，也是關(guān)系到新拌混凝土和易性的主要因素之一。砂率增大時(shí)，細(xì)骨料的表面積增加，所需要包裹的水泥漿量亦多，這就使集料的潤(rùn)滑層變薄，甚至減少，新拌混凝土的稠度增大，流動(dòng)性降低。反之，砂率小不能起到填充粗骨料空隙的需求，而需要消耗過(guò)多的水泥漿來(lái)填充。造成混凝土的流動(dòng)性降低，易出現(xiàn)泌水、流漿的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)潰散等不良現(xiàn)象的發(fā)生。要避免這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，就要有一個(gè)最佳砂率，而新拌混凝土是否具有最佳砂率的表現(xiàn)，就是表現(xiàn)在能否使新拌混凝土在獲得所要求的流動(dòng)性及良好的粘聚性的條件下，水泥漿用量最少。

（4）外加劑：新型混凝土的運(yùn)輸方式已逐步被泵送所代替，要使新拌混凝土能夠達(dá)到泵送的要求，使用外加劑（礦物外加劑、化學(xué)外加劑）是必不可少的，而外加劑對(duì)和易性的影響也十分突出，如果礦物外加劑的需水量大，就容易造成新拌混凝土要達(dá)到良好泵送和易性而要加入較多的水量，或加大化學(xué)外加劑的用量。而化學(xué)外加劑同水泥適應(yīng)性的好壞，也是以和易性的好壞為表征的。

（5）新拌混凝土所處的環(huán)境：新拌混凝土的和易性可以在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致在施工過(guò)程中對(duì)新拌混凝土的和易性要求相差較大，在負(fù)溫環(huán)境下，如果不采取相應(yīng)的措施，部分拌和水將凍結(jié)，對(duì)新拌混凝土的流動(dòng)性起到抑制和降低。而過(guò)高的溫度和大風(fēng)天氣，會(huì)使環(huán)境中的濕度變小，新拌混凝土的拌和水會(huì)較大幅度的蒸發(fā)，從而也會(huì)造成新拌混凝土的流動(dòng)性降低，影響到施工和混凝土耐久性能。

當(dāng)然，還有水泥品種，集料的顆粒級(jí)配，這對(duì)新拌混凝土的和易性同樣有著重要的影響。

3 混凝土和易性同混凝土硬化后強(qiáng)度的關(guān)系

混凝土硬化后強(qiáng)度同新拌混凝土的水灰比、密實(shí)度和孔隙率的多少有很大的關(guān)系。因?yàn)榛炷猎诰邆淞己煤鸵仔缘那疤嵯拢丛谧鲞m當(dāng)數(shù)量的功或擬投入一定功的情況下，使混凝土達(dá)到最大容重而充分密實(shí)，從密實(shí)度及其強(qiáng)度之間的關(guān)系可明顯看出混凝土密實(shí)度的重要性。我們將密實(shí)度表達(dá)為容重比，也就是給定混凝土的實(shí)際容重與同一拌合物經(jīng)充分密實(shí)后的容重之比。同樣，實(shí)際密實(shí)的混凝土強(qiáng)度與同一經(jīng)充分密實(shí)之后的混凝土強(qiáng)度之比稱(chēng)為強(qiáng)度比，在圖1中將強(qiáng)度比與容重比的關(guān)系表達(dá)出來(lái)。

圖1 強(qiáng)度比與容重比的關(guān)系曲線(xiàn)

在混凝土中，空隙率的存在可大大降低強(qiáng)度，空隙率占6%時(shí)，強(qiáng)度的降低可達(dá)30%以上，即使空隙率在2%，強(qiáng)度降低也可達(dá)到10%?；炷林械目障吨饕獊?lái)自于截留夾帶進(jìn)的空氣氣泡和過(guò)量的水溢出之后的剩下空間。所以在滿(mǎn)足和易性和流動(dòng)性的要求下應(yīng)盡量使用低拌和水量。通過(guò)提高和易性，減少拌合水的用量，對(duì)減少因水的溢出造成的空隙有很好的作用，而那些由于夾帶進(jìn)的空氣所形成的氣泡，亦可通過(guò)調(diào)整顆粒級(jí)配，采用適宜的密實(shí)方法，使新拌混凝土的空氣排出增加密實(shí)度，增加混凝土硬化后的強(qiáng)度。和易性不好，也容易造成新拌混凝土的坍損過(guò)大，異常凝結(jié)等現(xiàn)象，這同樣給混凝土的性能質(zhì)量帶來(lái)十分突出的影響。

4 和易性同耐久性的關(guān)系

混凝土的根本要求是在能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，經(jīng)長(zhǎng)年使用而不壞。這樣的混凝土我們稱(chēng)為耐久混凝土。耐久性不足的原因有很多，有內(nèi)在因素和外界原因，但是主要的破壞過(guò)程還是侵蝕有關(guān)的過(guò)程。如果混凝土的表面或內(nèi)部不密實(shí)有裂縫，結(jié)果只能是使用年限的下降，也就是耐久性不足?？梢?jiàn)通過(guò)加強(qiáng)混凝土的密實(shí)性和消除避免裂縫缺陷十分關(guān)鍵。而混凝土的和易性不好，產(chǎn)生泌水和離析的后果，也就是在很大程度上產(chǎn)生表面缺陷。因?yàn)樾掳杌炷恋拿谒沟帽砻婊炷梁枯^大，硬化后表面混凝土的強(qiáng)度明顯低于內(nèi)部混凝土的強(qiáng)度，甚至在表面產(chǎn)生大量容易剝落的“粉塵”。如果泌出的水分受到集料或鋼筋阻礙的話(huà)，則可能在其下面形成水囊，影響硬化水泥石與集料、鋼筋的黏結(jié)。新拌混凝土的浮漿將導(dǎo)致表面混凝土同內(nèi)部混凝土水泥漿量的不一致性，表面混凝土水泥漿含量較多，在干燥環(huán)境下干縮變形較大，內(nèi)部混凝土集料多，由于不同的彈性模量必將產(chǎn)生較大的變形約束，使得混凝土表面出現(xiàn)裂縫。粗集料的分離同樣導(dǎo)致表面混凝土與內(nèi)部混凝土水泥漿量的不一致性，也有可能引起混凝土的開(kāi)裂。由此可知，新拌混凝土的和易性不好，必會(huì)造成混凝土不同層次的分離，導(dǎo)致各部分混凝土分布的不均勻性，使混凝土表面或內(nèi)部產(chǎn)生一些缺陷，影響混凝土的耐久性及正常使用的功能。

5 調(diào)整混凝土和易性的主要措施

（1）當(dāng)坍落度低于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持水灰比不變的前提下，適當(dāng)增加水泥漿量。當(dāng)坍落度高于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持砂率不變的條件下，增加集料用量。

（2）當(dāng)出現(xiàn)含砂不足，粘聚性、保水性不良時(shí)，可適當(dāng)增大砂率，反之減小砂率。

（3）在泵送混凝土?xí)r，盡可能摻加粉煤灰，以加強(qiáng)可泵性，防止離析和泌水。

（4）在使用外加劑時(shí)，一定要檢查外加劑和水泥的適應(yīng)性。

（5）對(duì)大流動(dòng)性混凝土，其和易性的調(diào)整，應(yīng)以外加劑和膠凝材料的用量為主。根據(jù)具體要求增加或減少，堅(jiān)決避免一味加水來(lái)提高新拌混凝土的流動(dòng)性。

（6）適當(dāng)調(diào)整粗、細(xì)骨料在混凝土中所占的比例。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述的分析得出，新拌混凝土的和易性在混凝土中占有十分重要的地位，如果各種材料配合得當(dāng)，混凝土和易性良好，可以在達(dá)到設(shè)計(jì)要求的同時(shí)節(jié)約水泥，提高經(jīng)濟(jì)效益。而如果不對(duì)有關(guān)和易性現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真分析，只是一味的增加或減少原材料的用量，不僅造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，而且還可能使硬化后的混凝土產(chǎn)生各種缺陷，影響混凝土的耐久性和使用功能。認(rèn)真分析，精心試配，隨時(shí)對(duì)各種原材料的質(zhì)量情況跟蹤了解并及時(shí)調(diào)整，是取得新拌混凝土良好和易性的基礎(chǔ)。這就要求混凝土的工作者們要加強(qiáng)責(zé)任心，多實(shí)驗(yàn)、多總結(jié)，探索出一個(gè)節(jié)約型混凝土的新途徑。

李勇 （1969-),男，現(xiàn)從事混凝土技術(shù)質(zhì)量檢測(cè)工作。

[單位地址]山東棗莊市振興南路79號(hào)棗莊市建筑材料科研所（277100）