廖劍鋒 程建雨
摘 要:隨著社會的不斷進(jìn)步,物質(zhì)文明的極大提高及建筑工程施工技術(shù)水平日趨成熟完善,混凝土已作為我國建筑業(yè)的最主要結(jié)構(gòu)材料,在各種工程建設(shè)中作為重要的建筑材料廣泛使用,其質(zhì)量的優(yōu)劣已直接影響到我國建筑業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。而混凝土是由水泥、粗骨料、細(xì)骨料、水及外加劑或外摻料經(jīng)拌和凝結(jié)而成的。為了提高工程施工質(zhì)量,為了保證建筑物的正常使用壽命和其安全性,混凝土拌和物的和易性就顯得尤為重要了。
關(guān)鍵詞:混凝土拌合物;和易性;因素及調(diào)控措施
引言
混凝土拌合物的和易性是混凝土拌合物的一項重要性能,它關(guān)系到混凝土的澆灌質(zhì)量以及能否使硬化后的混凝土滿足設(shè)計要求(如強(qiáng)度、變形、耐久性及經(jīng)濟(jì)等)。因此,各國學(xué)者對混凝土拌合物的和易性進(jìn)行了大量的試驗研究,并創(chuàng)立了各種測試方法來檢驗拌合物的和易性。但是,由于和易性是一項涉及多方面的綜合技術(shù)性能,目前常用的測試方法都是各有側(cè)重地反映在特定條件下的某些方面的性能,至今還沒有一種簡便的、精確較高的測試方法,能完全滿足實驗室和施工現(xiàn)場的需求。
1.混凝土拌和物的和易性
混凝土拌和物的和易性是混凝土的一項綜合技術(shù)性質(zhì)。是指混凝土拌和物易于攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗密實等施工操作,使其不發(fā)生分層離析現(xiàn)象,并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實的混凝土的性能。
流動性是指混凝土拌和物在自重或機(jī)械振動作用下能產(chǎn)生流動,并均勻、密實地填滿模板的性能。流動性的大小反應(yīng)拌和物的稠稀,它影響施工難易及混凝土質(zhì)量。
粘聚性是指混凝土拌和物中各種組成材料之間有較好的粘聚能力,在運(yùn)輸和澆筑過程中,不致產(chǎn)生分層離析,使混凝土保持整體均勻的性能。粘聚性差的拌和物中水泥漿或砂漿與石子易分離,混凝土硬化后會出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞等不密實現(xiàn)象,嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量。
保水性是指混凝土拌和物保持水分,不易產(chǎn)生泌水的性能。保水性差的拌和物在澆筑過程中,由于部分水分從混凝土內(nèi)析出,形成滲水通道;浮在表面的水分,使上、下兩混凝土澆筑層之間形成薄弱的夾層;部分水分還會停留在石子及鋼筋的下面形成水囊或水膜,降低水泥漿與石子及鋼筋的膠結(jié)力。這些都將影響混凝土的密實性,從而降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。
2.影響混凝土拌合物和易性的主要因素
2.1水泥漿的數(shù)量
混凝土拌合物中的水泥漿,賦予混凝土拌合物以一定的流動性。在水灰比不變的情況下,單位體積拌合物內(nèi),如果水泥漿越多,則拌合物的流動性越大。但若水泥漿過多,將會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象,使拌合物的粘聚性變差,同時對混凝土的強(qiáng)度與耐久性也會產(chǎn)生一定影響。水泥漿過少,致使其不能填滿骨料空隙或不能很好包裹骨料表面時,就會產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象,粘聚性變差。因此,混凝土拌合物中水泥漿的含量應(yīng)以滿足流動性要求為度。
2.2水泥漿的稠度
水泥漿的稠度是由水灰比所決定的。在水泥用量不變的情況下,水灰比越小,水泥漿就越稠,混凝土拌合物的流動性就越小。當(dāng)水灰比過小時,水泥漿干稠混凝土拌合物的流動性過低,會使施工困難,不能保證混凝土的密實性。增加水灰比會使流動性加大。如果水灰比過大,又會造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良,而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象,并嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度。所以水灰比不能過大或過小。一般應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度和耐久性要求合理選用。
2.3砂率
砂率的變動,會使骨料的總表面積和空隙率發(fā)生很大的變化,因此對混凝土拌合物的和易性有較大影響。在一定的砂率范圍內(nèi),隨著砂率的增加可有效地改善混凝土流動性;當(dāng)砂率增加到一定程度時,混凝土流動性隨著砂率的增加而變差,并影響混凝土強(qiáng)度。此外,過低的砂率會使混凝土拌合物黏聚性與保水性變差,易發(fā)生離析、泌水現(xiàn)象。影響砂率的主要因素有石子形狀、粒徑大小、顆粒級配、施工方式等。因此,在設(shè)計混凝土配合比時,應(yīng)通過試驗選取合理砂率。
3.混凝土拌合物和易性調(diào)控措施
3.1原材料的選擇
3.1混凝土配合比試配中拌合物和易性調(diào)整
在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度、耐久性設(shè)計等級、工程特點、施工技術(shù)性能指標(biāo)、環(huán)境條件及選用原材料的性能指標(biāo),對混凝土配合比進(jìn)行理論計算,然后計算出各試配材料用量進(jìn)行試拌,并進(jìn)行混凝土拌合物坍落度、離析率、泌水率或壓力泌水率試驗,確定滿足和易性要求的試拌配合比(泵送混凝土和防水混凝土應(yīng)考慮坍落度經(jīng)時損失,泵送混凝土坍落度經(jīng)時損失不宜大于30mm/h;防水混凝土坍落度經(jīng)時損失不宜大于20mm/h,坍落度總損失值不大于40mm)。當(dāng)混凝土拌合物和易性不滿足設(shè)計、施工要求時,可根據(jù)具體情況做如下調(diào)整。當(dāng)坍落度值比設(shè)計要求值小或大時,可在保持水膠比不變的條件下增加或減少漿體量,一般每增減10mm坍落度,約需增減5%左右的漿體量;亦可通過增加或減少具有減水作用外加劑摻量達(dá)到坍落度要求;當(dāng)黏聚性和保水性差時,可在其他材料不變的情況下適當(dāng)提高砂率。當(dāng)通過改變砂率不能改善時,要分析原因,如果是因砂、石顆粒級配不好造成的,就需要調(diào)整砂、石的級配。如果是因砂中小于30um的顆粒太少造成的,就要適當(dāng)補(bǔ)充這部分顆粒。如果是因為膠凝材料用量少且坍落度又較大造成的,可適當(dāng)降低水膠比,增加膠凝材料的用量提高其黏聚性、保水性;當(dāng)外加劑與膠凝材料、砂中含泥量等不適應(yīng)造成坍落度損失太大時,應(yīng)重新選擇材料或外加劑,使其能夠相互匹配。每次調(diào)整后都需再試拌,直至拌合物和易性滿足設(shè)計、施工要求為止。
3.2攪拌與運(yùn)輸質(zhì)量控制
混凝土生產(chǎn)應(yīng)采用計量精確的稱量設(shè)備及雙臥軸強(qiáng)制攪拌設(shè)備進(jìn)行稱量、攪拌,并控制各材料投料順序和適度的攪拌時間以實現(xiàn)混凝土拌和均勻。攪拌時間應(yīng)根據(jù)混凝土的種類和強(qiáng)度等級進(jìn)行試驗確定(當(dāng)采用雙臥軸強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌時,攪拌最短時間一般在為30s~90s)。攪拌時間過短,則混凝土拌合物不均勻,和易性差,強(qiáng)度和耐久性均降低;攪拌時間過長,會破壞減水劑在膠凝材料顆粒表面形成的雙電層膜,導(dǎo)致混凝土拌合物的流動性大大降低。混凝土拌合物運(yùn)輸應(yīng)采用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送,其罐體表面應(yīng)覆蓋保溫和隔熱物。在運(yùn)輸中應(yīng)以最少的運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)、最短的時間從攪拌地點運(yùn)至澆筑地點,并保證在運(yùn)輸過程中混凝土拌合物不發(fā)生離析、分層現(xiàn)象,在卸料前應(yīng)采用快擋旋轉(zhuǎn)攪拌罐不少于20s,以保持混凝土拌合物的勻質(zhì)性。
3.3時間和溫度
為了降低因時間和溫度對混凝土拌合物坍落度的影響,混凝土拌合物從攪拌機(jī)卸出至施工現(xiàn)場澆筑完畢的時間盡量控制在90min內(nèi);當(dāng)日平均氣溫達(dá)到30℃及以上,應(yīng)按高溫施工要求控制各原材料的入機(jī)溫度,并對運(yùn)輸車罐體采取灑水降溫,必要時可采取調(diào)整混凝土外加劑組分、摻量或二次摻加外加劑的方法進(jìn)行控制;在夏季氣溫高于20℃時,溫度每增加10℃或運(yùn)輸時間每增加60min,外加劑摻量應(yīng)提高0.2%~0.5%以避免因環(huán)境溫度影響而導(dǎo)致混凝土拌水化過快。
結(jié)語
綜上所述,混凝土拌和物和易性是否良好,是混凝土成品保證達(dá)到設(shè)計的強(qiáng)度、抗凍、抗?jié)B等質(zhì)量指標(biāo)的前提,也是便于施工,獲得良好的澆灌質(zhì)量的重要手段和保障。
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(1.浙江交工集團(tuán)股份有限公司大橋分公司,浙江 杭州 310000;2.浙江交工集團(tuán)股份有限公司地下工程分公司,浙江 杭州 310000)