影響新拌混凝土工作性的因素及改善措施

周娟

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌 330013)

0 引言

眾所周知，水泥混凝土是當(dāng)代最主要的建筑材料之一，它是由水泥、水、砂、石，以及必要時加入外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)硬化而成的一種人工石材。尚未凝結(jié)硬化的混凝土，稱為新拌混凝土或混凝土拌合物。新拌混凝土具有的綜合性能，稱之為工作性(或稱和易性)。工作性好的混凝土可以滿足輸送和澆搗要求的流動性;可以保證不為外力作用產(chǎn)生脆斷的可塑性;可以達(dá)到不產(chǎn)生分層、泌水的穩(wěn)定性;可以具備易于澆搗密致的密實(shí)性。因此，工作性是保證混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

1 工作性的綜合體現(xiàn)

1.1 流動性

流動性是指使新拌混凝土在其自身重力及外力作用下產(chǎn)生的流動，能均勻密實(shí)填滿模板的性能。它反映新拌混凝土的稀稠程度和控制混凝土的澆筑質(zhì)量。

1.2 粘聚性

粘聚性是指保證混凝土在運(yùn)輸及澆筑過程中具有一定的粘性、整體性和穩(wěn)定性，不發(fā)生各組成材料分層和離析現(xiàn)象的性能。它反映了新拌混凝土的均勻性。

1.3 保水性

保水性是指新拌混凝土在施工過程中具有一定的保持水分不向外逸出的能力，保水性差，拌合物容易泌水，并在混凝土內(nèi)形成貫通的泌水通道，不但影響混凝土的密實(shí)性，降低強(qiáng)度，還會影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性和耐久性。它反映了新拌混凝土的穩(wěn)定性。混凝土的工作性是一項(xiàng)由流動性、粘聚性和保水性構(gòu)成的綜合指標(biāo)體系，各性能之間既相互聯(lián)系又存在矛盾。一般情況下，新拌混凝土的流動性若變大，則粘聚性和保水性會變差，反之亦然。因此在實(shí)際操作中，宜在流動性基本滿足施工的條件下，力求保證粘聚性和保水性，從而得到工作性滿足要求的混凝土拌合物。

2 影響新拌混凝土工作性的因素

2.1 內(nèi)因——組成材料

2.1.1 各組成材料的性質(zhì)

1)水泥。水泥在混凝土中是一種膠凝材料，起著膠結(jié)作用。通常加普通水泥的新拌混凝土比加火山灰水泥、礦渣水泥的工作性好。此外，水泥的細(xì)度對拌合物的工作性也有很大的影響，在相同用水量情況下水泥的細(xì)度越細(xì)其新拌混凝土流動性越小，但粘聚性和保水性較好。

2)水。水是混凝土缺一不可的材料。無論是水泥的水化，還是混凝土的硬化成形，以及混凝土后期的養(yǎng)護(hù)都離不開水。在混凝土施工過程中所涉及到的水有拌合用水、水化用水、泌出水和養(yǎng)護(hù)水四種。規(guī)范要求，應(yīng)不含有影響混凝土正常凝結(jié)和硬化的有害雜質(zhì)、油質(zhì)和糖類等。自來水或可飲用水一般能符合要求，含有雜質(zhì)的水可能會對混凝土的某些性能，如凝結(jié)時間、強(qiáng)度增長、顏色和長期耐久性能產(chǎn)生影響。

3)砂。砂在混凝土中是一種細(xì)集料，起次要骨架作用。優(yōu)質(zhì)的混凝土用砂具有高的密實(shí)度和小的比表面，既能保證硬化后混凝土的強(qiáng)度、耐久性滿足要求，又能達(dá)到在施工中具有適宜的工作性，同時又節(jié)約水泥的目的。砂的級配反映大小砂粒的搭配情況，級配影響砂的空隙率的大小，為節(jié)約水泥和提高混凝土的密實(shí)度，應(yīng)該使用級配良好的砂以達(dá)到最小的空隙率。砂的粗細(xì)程度也會影響混凝土的工作性。如用粗砂，拌制混凝土?xí)r其內(nèi)摩阻力較大，保水性差，適宜配制水泥用量多的富混凝土或低流動混凝土;中砂宜先選用以配制不同等級混凝土;細(xì)砂，配制的混凝土粘性較大，保水性能好，易插搗成型，但因其比表面積大，使用時宜降低砂率。

4)石。石在混凝土中是一種粗集料，起主要骨架作用。石料的最大粒徑、級配、表面形狀等也在一定程度上影響著混凝土的工作性。新拌混凝土隨著石料最大粒徑的增加，單位用水量相應(yīng)減少，在固定用水量和水灰比的條件下，加大粒徑，可獲得較好的工作性，或減少水灰比而提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在結(jié)構(gòu)截面允許的條件下，盡量增大最大粒徑可節(jié)約水泥(但需要注意，增大粒徑雖可提高抗壓強(qiáng)度，但會降低抗拉強(qiáng)度)。在選擇石料時，用卵石比用碎石拌制而成的混凝土流動性大;用級配良好的集料比用級配不良的集料拌制而成的混凝土流動性大，粘聚性和保水性較好。

5)外加劑?；炷镣饧觿┦窃诎柚苹炷吝^程中摻入用以改善混凝土性質(zhì)的物質(zhì)。摻量一般不大于水泥質(zhì)量的5%?；炷镣饧觿┢贩N繁多，改善混凝土拌合物流變性能的主要有減水劑、引氣劑、泵送劑、保水劑等。

6)摻合料。摻合料的種類、品質(zhì)和摻量會影響新拌混凝土的工作性?；炷链蠖紦接梅勖夯业葥胶狭?，如果摻用Ⅰ級粉煤灰，因其含有較多的球形顆粒，能有效地減少用水量，改善新拌混凝土的工作性。在水膠比基本相同的情況下，摻量不同對混凝土拌合物工作性的影響也有所不同。

2.1.2 各組成材料間的比例關(guān)系

1)水膠比。水膠比是指混凝土中水的質(zhì)量與水泥(膠凝材料)質(zhì)量之比。水膠比可反映水泥漿的稠度。在保持用水量不變的情況下，若增加水泥用量，即水膠比減小時，會使水泥漿變稠，拌合物流動性會較小，而粘聚性和保水性會較好，但當(dāng)混凝土水泥用量過多時，在一定施工條件下難以密實(shí)成型，同時會使混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)不到預(yù)期的要求，而且會浪費(fèi)過多的水泥，起不到節(jié)約水泥的目的。若加入過少的水泥，即加大水膠比，此時過稀的水泥漿導(dǎo)致混凝土拌合物流動性過大，從而會使拌合物流漿、離析，嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，因此，應(yīng)合理地選用水膠比。

2)漿集比。漿集比是指水泥漿質(zhì)量與集料質(zhì)量(包括砂和石)之比。混凝土拌合物中的水泥漿，除了填充集料間的空隙外，包裹在集料表面并稍有富余，使拌合物有一定的流動性。在水膠比不變的條件下，水泥漿愈多，漿集比越大，則拌合物的流動性越大，但如水泥漿過多，則拌合物的穩(wěn)定性就會變差，不僅浪費(fèi)水泥，而且會使拌合物的強(qiáng)度和耐久性降低;若水泥漿用量過少，即漿集比過小時，則不能完全地包裹集料表面及填充其空隙，拌合物宜產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，失去穩(wěn)定性，因此，拌合物中水泥漿的數(shù)量應(yīng)以滿足流動性為宜。

3)砂率。砂率反映了粗、細(xì)集料的相對比例，它影響混凝土中集料的總比表面積和集料間的空隙。一般情況下，在砂石總量不變的情況下，砂率越小的，總比表面積越小，空隙越大，反之亦然。砂率對混凝土拌合物的工作性影響很大，一方面是砂形成的砂漿在粗集料間起潤滑作用，在一定砂率范圍內(nèi)隨砂率的增大，潤滑作用愈明顯，流動性將提高;另一方面，在砂率增大的同時，集料的總表面積隨之增大，需要潤滑的水分增多，在用水量一定的條件下，拌合物流動性降低，所以當(dāng)砂率超過一定范圍后，流動性反而隨砂率的增大而降低，另外如果砂率過小，砂漿數(shù)量不足會使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低，產(chǎn)生離析和流漿現(xiàn)象。所以，應(yīng)在用水量和水泥用量不變的情況下，選取保證流動性、粘聚性和保水性的合理砂率。

2.2 外因——施工條件和環(huán)境條件

新拌混凝土的工作性在不同的施工、環(huán)境條件下往往會發(fā)生變化。影響新拌混凝土工作性的施工條件包括攪拌方式、攪拌時間等。GB 50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中規(guī)定：根據(jù)攪拌機(jī)的類型和不同容量，規(guī)定最少攪拌時間為1 min～3 min。因此用高頻攪拌機(jī)比低頻攪拌機(jī)的拌合效果要好，用強(qiáng)制式攪拌機(jī)比自落式攪拌機(jī)的拌合效果要好。

影響新拌混凝土工作性的環(huán)境條件包括溫度、濕度、風(fēng)速。新拌混凝土的流動性會隨著溫度升高、濕度變小、風(fēng)速變大而減少。

3 改善新拌混凝土工作性的措施

3.1 調(diào)整混凝土的材料組成

1)采用適宜的水泥品種和摻合材料。2)改善砂、石的級配，盡量采用連續(xù)級配。3)根據(jù)流動性、粘聚性和保水性的要求增大或減小砂、石料的粒徑。4)采用合理砂率，盡可能降低砂率，有利于提高混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥。5)當(dāng)混凝土拌合物流動性太小時，維持水膠比不變，適當(dāng)增加水泥漿的用量;當(dāng)拌合物流動性太大，但粘聚性良好時，可保持砂率不變，適當(dāng)增加砂、石用量。6)摻加各種外加劑，在拌合物中加入少量外加劑(如減水劑、引氣劑)，能使拌合物在不增加水泥漿用量的條件下，有效地改善混凝土的各種工作性能。

3.2 改進(jìn)拌合物的施工工藝

1)采用高效率的攪拌設(shè)備和振搗設(shè)備，既可以改善拌合物的工作性，又可在較小的流動性情況下獲得較高的密實(shí)度。2)根據(jù)具體的環(huán)境條件，盡可能縮短新拌混凝土的運(yùn)輸時間或摻緩凝劑、流變劑等。

4 結(jié)語

新拌混凝土的工作性對混凝土工程施工質(zhì)量起著舉足輕重的作用，在施工過程中要重視新拌混凝土工作性，能合理地分析其影響工作性的原因，對癥下藥，并加以改善，就能達(dá)到滿足規(guī)范要求的合格混凝土。

［1］ 張玉林.混凝土和易性的影響因素及測定方法［J］.中國化工貿(mào)易，2011(8)：79-80.

［2］ 盧經(jīng)揚(yáng)，余素萍.建筑材料［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2011：85-90.

［3］ 周永新.談對新拌混凝土和易性的分析［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011(9)：189.