混凝土水灰比和塌落度的相互關(guān)系分析

趙 飛

青海智鑫電力監(jiān)理咨詢有限公司，青海 西寧 810000

混凝土的水灰比和塌落度是建筑工程在施工中經(jīng)常要碰到的問題，對于兩者的相互關(guān)系，大部分工人乃至部分施工技術(shù)人員和監(jiān)理人員，不是很清楚，以為水灰比大就是塌落度大，塌落度大就是水灰比大，認(rèn)為兩者是一碼事，其實(shí)不然。這兩者之間有本質(zhì)的區(qū)分，同時又有相互牽連的關(guān)系。

1 混凝土的配合比設(shè)計(jì)

1.1 計(jì)算水灰比，計(jì)算公式為：Rh=0.46Rc(C/W-0.52)

式中：Rh為混凝土的試配強(qiáng)度，Rc為水泥強(qiáng)度，C/W為灰水比，即水灰比W/C的倒數(shù)，其中C代表水泥，W代表水，從式中可以看出，混凝土強(qiáng)度同水泥強(qiáng)度成正比，同灰水比成正比，即同水灰比成反比（水灰比為灰水比的倒數(shù)），因此灰水比越大則水灰比越小，混凝土強(qiáng)度越大則水灰比越小。由此可見，在確定水灰比大小的計(jì)算中，水灰比只與混凝土強(qiáng)度和水泥強(qiáng)度兩個因素有關(guān)，與塌落度的大小是沒有關(guān)系的。故水灰比是根據(jù)混凝土配比強(qiáng)度和水泥強(qiáng)度計(jì)算所得，是既定的，是不能任意改變的。

1.2 確定塌落度

塌落度是根據(jù)混凝土澆筑部位、構(gòu)件體積、鋼筋密集程度等情況確定的，如基礎(chǔ)工程塌落度可小一點(diǎn)，一般為10mm～30mm，柱梁工程一般為30mm～50mm，構(gòu)件細(xì)小或者配筋密集，混凝土較難澆筑，則塌落度應(yīng)適當(dāng)大一點(diǎn)，一般可在50mm～90mm。

1.3 確定用水量

每立方混凝土的用水量是根據(jù)塌落度的大小決定的，此外，還與石子粒徑的大小和砂子的粗細(xì)有關(guān)系。粒徑偏細(xì)的石子和細(xì)砂用水量略偏大，以中砂為例，石子最大粒徑40mm，塌落度30mm～50mm，每立方混凝土的用水量為180kg，關(guān)于用水量可在相關(guān)表中查得。

1.4 計(jì)算水泥用量

水泥用量根據(jù)每立方混凝土用水量和水灰比計(jì)算：即用水量×灰水比或者用水量÷水灰比，例如水灰比為0.5，用水量為180kg，則水泥用量為180÷0.5=360kg。

1.5 確定每立方混凝土的容重

一般混凝土每立方容重約2400kg，強(qiáng)度高的略重，強(qiáng)度低的略輕，但偏差不是很大。

1.6 計(jì)算砂石總用量

砂石總用量為：砼容重-用水量-水泥用量，以上述為例，砂石總用量為：砼容重2400-水180-水泥360=1860kg。

1.7 確定砂率并計(jì)算砂、石用量

砂率一般為35%，水灰比小的砂率略小，水灰比大的砂率略大，可根據(jù)試配混凝土的和易性調(diào)整砂率。以上述為例，砂子用量為1860×35%=651kg，石子用量為1860-651=1209kg。用水、砂、石子用量分別除以水泥用量，即成為以水泥為1的配合比，水泥1：水0.5∶砂子1.81：石子3.36。

2 水灰比和塌落度的相互關(guān)系分析

水灰比是混凝土中水與水泥的比例，是計(jì)算所得，水灰比的大小只與混凝土試配強(qiáng)度和水泥強(qiáng)度有關(guān)，與塌落度的大小沒有關(guān)系。水灰比是保證混凝土強(qiáng)度的先決條件，這個比例在施工中自始至終不得改變。而塌落度則是衡量混凝土塑化性能和可泵性能，即適宜混凝土施工的工作度，這就是開頭所講水灰比與塌落度有本質(zhì)的區(qū)分。塌落度大并非水灰比一定大，例如商品砼，塌落度很大，一般都在120mm及以上，可它的水灰比不大，只是用水量大而按水灰比增大了水泥的用量，故商品砼的水泥用量比一般自拌砼要大。因此水灰比和塌落度都是在配合比中規(guī)定了的，是不能任意改變的。如果任意增大塌落度，則水灰比相應(yīng)增大，這就是塌落度和水灰比的牽連關(guān)系。所以我們平時經(jīng)常講到要控制塌落度保證水灰比，道理就在此。因此，在混凝土搗拌時要經(jīng)常做塌落度試驗(yàn)。有時在混凝土澆筑中確實(shí)會碰到特殊情況，如局部構(gòu)件特別細(xì)小、配筋特別密集、澆筑有困難，這時可適當(dāng)增大塌落度，但必須按水灰比相應(yīng)增加水泥用量。例如水灰比為0.5，用水量比原配比每一拌增加了5kg水，則5÷0.5=10，就是說每拌應(yīng)增加10kg水泥，這樣就仍然保持原來的水灰比。在施工現(xiàn)場，工人們往往為了工作上省力，而任意增大用水量，則增大了水灰比，用他們自己的話講，我們只多加了一點(diǎn)水，水泥按配比沒有少放，對混凝土強(qiáng)度不會有影響。當(dāng)真對強(qiáng)度沒有影響嗎？非也，這就是我們經(jīng)常講的要控制塌落度的原因，而且原因很簡單，因?yàn)榛炷岭S著硬化過程，水分逐漸蒸發(fā)，在混凝土內(nèi)部形成空隙，水分越多，空隙當(dāng)然越多，從而降低了混凝土的密實(shí)度，則降低了混凝土的強(qiáng)度。若為操作省力，增大塌落度，必然影響混凝土強(qiáng)度，此時只能按水灰比增加水泥用量，才能保證規(guī)定的水灰比，從而保證強(qiáng)度，但這無疑造成了水泥的浪費(fèi)。因此，控制塌落度，不造成水泥的浪費(fèi)，也有其一定的經(jīng)濟(jì)意義。任意增大塌落度的危害性并非只影響混凝土強(qiáng)度這一點(diǎn)，而它另一個危害性則是增加了現(xiàn)澆板裂縫的因素。眾所周知，混凝土裂縫的幾個主要原因之一，就是混凝土自身的收縮裂縫，塌落度越大則硬化后的收縮性越大，裂縫的可能性也就越大。

防治因混凝土塌落度大而造成的現(xiàn)澆板裂縫質(zhì)量通病的有效措施是采取兩次抹面。兩次抹面有兩個好處，一是能夠增加混凝土的強(qiáng)度；二是能夠減少板面裂縫。因?yàn)橥ㄟ^適時的第二次抹面，能增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，把一部分混凝土內(nèi)部的水分，通過第二次抹面擠壓出來，減少混凝土內(nèi)部的空隙，增加密實(shí)度，從而達(dá)到增加強(qiáng)度、減少裂縫的效果，把一部分裂縫消滅在萌芽狀態(tài)。兩次抹面不能片面地理解為抹兩次面就行了，這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是適時，如果過早地進(jìn)行第二次抹面，此時混凝土表面還有較多水分，雖然操作比較省力，但是效果不大。但過遲進(jìn)行第二次抹面則混凝土已硬化不能操作。一定要等到混凝土表面水分已干，但尚可操作，即在終凝前進(jìn)行第二次抹面，所以作業(yè)人員必須在澆筑現(xiàn)場耐心等候試抹，待最佳時機(jī)下手操作，以獲得最好的效果。

[1]張承志.商品混凝土[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010，10.

[2]劉數(shù)華，李家正.混凝土配合比設(shè)計(jì)[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2009，6.

[3]劉數(shù)華，冷發(fā)光，李麗華.混凝土新技術(shù)[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2008，9.