影響混凝土的塌落度.doc

1.影響混凝土坍落度之水灰比水灰比是指水泥混凝土中水的用量與水泥用量之比。在單位混凝土拌合物中，集漿比確定后，即水泥漿的用量為一固定數(shù)值時，水灰比決定水泥漿的稠度。水灰比較小，則水泥漿較稠，混凝土拌合物的流動性亦較小，當水灰比小于某一極限值時，在一定施工方法下就不能保證密實成型；反之，水灰比較大，水泥漿較稀，混凝土拌合物的流動性雖然較大，但粘聚性和保水性卻隨之變差。當水灰比大于某一極限值時，將產(chǎn)生嚴重的離析、泌水現(xiàn)象。因此，為了使混凝土拌合物能夠密實成型，所采用的水灰比值不能過小，為了保證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過大。由于水灰比的變化將直接影響到水泥混凝土的強度，因此在實際工程中，為增加拌合物的流動性而增加用水量時，必需保證水灰比不變，同時增加水泥用量，否則將顯著降低混凝土的質(zhì)量，決不能以單純改變用水量的辦法來調(diào)整混凝土拌合物的流動性。在通常使用范圍內(nèi)，當混凝土中用水量一定時，水灰比在小的范圍內(nèi)變化，對混凝土拌合物的流動性影響不大。2.影響混凝土坍落度之水泥特性水泥的品種、細度、礦物組成以及混合材料的摻量等都會影響需水量。由于不同品種的水泥達到標準稠度的需水量不同，所以不同品種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礦渣水泥和火山灰水泥的工作性好。礦渣水泥拌合物的流動性雖大，但粘聚性差，易泌水離析?；鹕交宜嗔鲃有孕?，但粘聚性最好。此外，水泥細度對混凝土拌合物的工作性亦有影響，適當提高水泥的細度可改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性，減少泌水、離析現(xiàn)象。水泥對混凝土坍落度經(jīng)時損失的影響主要體現(xiàn)在水泥細度和化學參數(shù)兩個方面。水泥的比表面積越小，顆粒形狀越接近球形，混凝土的和易性將越好，坍落度經(jīng)時損失也越小。影響混凝土坍落度損失的水泥化學參數(shù)中，C3A和C4AF的含量、C3A的形態(tài)、硫酸鈣含量及形態(tài)、堿含量等是影響混凝土坍落度經(jīng)時損失的主要因素。水泥的礦物組成不同會影響減水劑的坍落度損失，因為水泥中不同的礦物組成成分對減水劑的吸附能力有大有小。水泥中幾種主要礦物對減水劑的吸附能力有大有小。水泥中幾種主要礦物對減水劑（表面活性劑類外加劑）吸附能力順序如下：C3AC4AFC3SC2S在水泥加水攪拌后，外加劑隨之被吸附到 水泥顆粒表面。按上述順序減水劑很快被吸附到C3A及C4AF等表面，而水泥水化的順序也是C3AC4AFC3SC2S。C3A、C4AF水化很快，等到C3S、C4S開始水化時，液相中外加劑的濃度已變得很低。隨著水化時間的延續(xù)，水泥顆粒表面的電動電位值減小，因而混凝土和易性變差，坍落度下降。水泥中的含堿量對減水劑的作用有很大的影響，因為水泥中的堿（Na2OK2O）會加速水泥的早期水化速率，有明顯的促凝和早強作用，導致需水量增大。一般含堿量高的水泥使減水劑的流動性減小，且流動度的損失加快。在混凝土坍落度上表現(xiàn)為用高堿量水泥的混凝土坍落度損失大。C3A、C4AF含量高和高堿量的水泥，一般對水泥相容性不好，坍落度損失大是外加劑與水泥適應(yīng)性不好的最常見現(xiàn)象。萘系減水劑在水泥顆粒上的吸附率和水泥水化速率受堿含量、細度、C3A、石膏等影響，它們控制混凝土流動性損失率。水泥中堿含量過低對混凝土坍落度損失也有影響，使用可溶堿含量低的水泥時，當減水劑慘量不足時會損失坍落度，且當劑量稍高于飽和點時，會出現(xiàn)嚴重的離析與泌水。生產(chǎn)實際中曾多次發(fā)現(xiàn)，一些低堿水泥使用硫酸鈉含量在20%左右的低濃萘系減水劑，其坍落度損失比較小，這與一般水泥摻萘系減水劑的規(guī)律完全相反。水泥新標準實施后，水泥的生產(chǎn)與檢驗皆以水灰比為0.5為基準，但中高強度的混凝土低水灰比都比較小，一般都低于0.5，低水灰比時，混凝土所用水泥中硫酸鈣溶解速度也是影響其流變行為的一個重要因素，因為溶解硫酸鹽的水分很少，SO42-就少，使得有較多的C3A由于缺少硫酸根離子而與高效減水劑分子上的磺酸根基團鍵合，使液相中高效減水劑含量下降，加速坍落度損失。試驗表明，含半水石膏、二水石膏的水泥比含硬石膏、氟石膏的水泥有較少的工作度損失，原因是前者釋放硫酸根離子比后者快。水泥顆粒表面。按上述順序減水劑很快被吸附到C3A及C4AF等表面，而水泥水化的順序也是C3AC4AFC3SC2S。C3A、C4AF水化很快，等到C3S、C4S開始水化時，液相中外加劑的濃度已變得很低。隨著水化時間的延續(xù)，水泥顆粒表面的電動電位值減小，因而混凝土和易性變差，坍落度下降。水泥中的含堿量對減水劑的作用有很大的影響，因為水泥中的堿（Na2OK2O）會加速水泥的早期水化速率，有明顯的促凝和早強作用，導致需水量增大。一般含堿量高的水泥使減水劑的流動性減小，且流動度的損失加快。在混凝土坍落度上表現(xiàn)為用高堿量水泥的混凝土坍落度損失大。3.影響混凝土坍落度之單位體積用水量單位體積用水量是指在單位體積水泥混凝土中，所加入水的質(zhì)量，它是影響水泥混凝土工作性的最主要的因素。新拌混凝土的流動性主要是依靠集料及水泥顆粒表面吸附一層水膜，從而使顆粒間比較潤滑。而粘聚性也主要是依靠水的表面張力作用，如用水量過少，則水膜較薄，潤滑效果較差；而用水量過多，毛細孔被水分填滿，表面張力的作用減小，混凝土的粘聚性變差，易泌水。因此用水量的多少直接影響著水泥混凝土的工作性，而且大量的試驗表明，當粗集料和細集料的種類和比例確定后，在一定的水灰比范圍內(nèi)（W/C=0.40.8），水泥混凝土的坍落度主要取決于單位體積用水量，而受其他因素的影響較小，這一規(guī)律稱為固定加水量定則，它為水泥混凝土的配合比設(shè)計提供了極大的方便。4.影響混凝土坍落度之集料特性集料的特性包括集料的最大粒徑、形狀、表面紋理（卵石或碎石）、級配和吸水性等，這些特性將不同程度地影響新拌混凝土的和易性。其中最為明顯的是，卵石拌制的混凝土拌合物的流動性較碎石的好。集料的最大粒徑增大，可使集料的總表面積減小，拌合物的工作性也隨之改善。此外，具有優(yōu)良級配的混凝土拌合物具有較好的和易性。5.影響混凝土坍落度之集漿比集漿比就是單位混凝土拌合物中，集料絕對體積與水泥漿絕對體積之比，有時也用其倒數(shù)，稱為漿集比。水泥漿在混凝土拌合物中，除了填充集料間的空隙外，還包裹集料的表面，以減少集料顆粒間的摩阻力，使混凝土拌合物具有一定的流動性。在單位體積的混凝土拌合物中，如水灰比保持不變，則水泥漿的數(shù)量越多，拌合物的流動性愈大。但若水泥漿數(shù)量過多，則集料的含量相對減少，達一定限度時，就會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使混凝土拌合物的粘聚性和保水性變差；同時對混凝土的強度和耐久性也會產(chǎn)生一定的影響。此外水泥漿數(shù)量增加，就要增加水泥用量，提高了混凝土的單價。相反，若水泥漿數(shù)量過少，不足以填滿集料的空隙和包裹集料表面，則混凝土拌合物粘聚性變差，甚至產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象。因此，混凝土拌合物中水泥漿數(shù)量應(yīng)根據(jù)具體情況決定，在滿足工作性要求的前提下，同時要考慮強度和耐久性要求，盡量采用較大的集漿比。6.影響混凝土坍落度之砂率砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。砂率表征混凝土拌合物中砂與石相對用量比例。由于砂率變化，可導致集料的空隙率和總表面積的變化。從圖1中可以出，當砂率過大時集料的空隙率和總表面積增大，在水泥漿用量一定的條件下，混凝土拌合物就顯得干稠，流動性?。划斏奥蔬^小時，雖然集料的總表面積減小，但由于砂漿量不足，不能在粗集料的周圍形成足夠的砂漿層起潤滑作用，因而使混凝土拌合物的流動性降低。更嚴重的是影響了混凝土拌合物的粘聚性與保水性，使拌合物顯得粗澀、粗集料離析、水泥漿流失，甚至出現(xiàn)潰散等不良現(xiàn)象，如圖2所示。因此，在不同的砂率中應(yīng)有一個合理砂率值。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況下，能使混凝土拌合物獲得最大流動性，且能保持粘聚性。7.影響混凝土坍落度之環(huán)境條件引起混凝土拌合物工作性降低的環(huán)境因素，主要有時間、溫度、濕度和風速。對于給定組成材料性質(zhì)和配合比例的混凝土拌合物，其工作性的變化，主要受水泥的水化速率和水分的蒸發(fā)速率所支配。水泥的水化，一方面消耗了水分；另一方面，產(chǎn)生的水化產(chǎn)物起到了膠粘作用，進一步阻礙了顆粒間的滑動。而水分的揮發(fā)將直接減少了單位混凝土中水的含量。因此，混凝土拌合物從攪拌到搗實的這段時間里，隨著時間的增加，坍落度將逐漸減小，稱為坍落度損失，如圖3所示，圖4是一個試驗室的資料，表明溫度對混凝土拌合物坍落度的影響。同樣，風速和濕度因素會影響拌合物水分的蒸發(fā)速率，因而影響坍落度。在不同環(huán)境條件下，要保證拌合物具有一定的工作性，必須采取相應(yīng)的改善工作性的措施。在較短的時間內(nèi)，攪拌得越完全越徹底，混凝土拌合物的和易性越好。具體地說，用強制式攪拌機比自落式攪拌機的拌和效果好；高頻攪拌機比低頻攪拌機拌和的效果好；適當延長攪拌時間，也可以獲得較好的和易性，但攪拌時間過長，由于部分水泥水化將使流動性降低。溫度升高也會使混凝土坍落度損失加大，這是水化速度加快的結(jié)果。因此，夏天施工的混凝土特別需要控制坍落度的損失。天氣干燥，水分容易蒸發(fā)，也促使坍落度損失。攪拌過程中氣泡的外溢也會引起坍落度損失。加入減水劑后，混凝土坍落度值對單位用水量的敏感性增強，加上大幅度減水使水灰比有較大的降低，同樣蒸發(fā)量會使坍落度降低比基準混凝土大。8.影響混凝土坍落度之外加劑在拌制混凝土時，加入很少量的外加劑能使混凝土拌合物在不增加水泥漿用量的條件下，獲得很好的和易性，增大流動性，改善粘聚性，降低泌水性。并且由于改變了混凝土結(jié)構(gòu)，還能提高混凝土的耐久性。不同的外加劑（主要是表面活性劑類的減水劑）品種，坍落度損失也不同，其順序如下：傳統(tǒng)高效減水劑普通減水劑引氣減水劑緩凝減水劑新型高效減水劑速凝減水劑早強減水劑緩凝減水劑這主要是因為減水劑的作用機理不一樣。高效減水劑減水率較高，又有早強作用，其作用機理除了分散吸附外，還有吸附雙電層的電性斥力作用，它有較高的減水率，能在水化早期促進水化反應(yīng)進行，而水化產(chǎn)物又很快沉積到水泥顆粒的表面，Zeta電位降低。而普通減水劑的坍落度經(jīng)時損失就小于高效減水劑，緩凝減水劑由于減緩了水化初期的反應(yīng)速度，因此坍落度經(jīng)時損失更小一些。而新型高效減水劑（氨基磺酸鹽，聚羧酸鹽）在水泥中呈櫛形的吸附形態(tài)，水泥粒子間高分子吸附層的作用力是立體靜電斥力，具有更大的分散效果，并能保持其分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性，Zeta電位變化小，混凝土的坍落度損失比常用減水劑小。由于外加劑與水泥適合性是個復雜的問題，在某種水泥中坍落度經(jīng)時損失小的減水劑，在另一種水泥中坍落度經(jīng)時損失可能會大，至今還未有一種對任何水泥都有好的效果的高效減水劑。對高效減水劑的摻加方法的研究表明，減水劑后摻法與同摻法相比，混凝土坍落度經(jīng)時損失小。當使高效減水劑與水同時摻入水泥時，水泥中的CaSO4溶出以前，C3A及C4AF吸附高效減水劑量多，溶液中高效減水劑的含量減少較多，在高效減水劑摻量相同的條件下，采用后摻法，可讓水泥顆粒表面先形成一層水膜，表面能下降，C3A、C4AF對減水劑的吸附能力必然大大下降，溶液中的高效減水劑較多，因而可供C3S等塑化使用的高效減水劑便相對較多，混凝土坍落度經(jīng)時損失便小。同一高效減水劑的粉劑減水率小于液體，但坍落度經(jīng)時損失小于液體減水劑。9.影響混凝土坍落度之生產(chǎn)施工方面混凝土原材料影響沙河水洗砂由于存料時間和批次不同，含水量不穩(wěn)定，且通過試驗確定含水量時局限性較大，粗骨料一般情況含水量比較穩(wěn)定，但有時也會變化，原因是骨料廠多為開敞式存放，在雨后骨料含水量發(fā)生變化，拌制混凝土時骨料吸水率不同會造成混凝土坍落度不同程度的偏差。機械和攪拌時間影響混凝土攪拌時間長會造成骨料吸水量加大，使混凝土熟料中的自由水份減少，造成混凝土坍落度的損失。混凝土攪拌機械計量系統(tǒng)誤差也會造成混凝土坍落度損失，混凝土配和比是通過精確計算并經(jīng)過多次試配調(diào)整得出來的，任何一種材料由于計量不準確，都會使單位內(nèi)材料比表面積發(fā)生變化，材料比表面積變化越大，坍落度經(jīng)時損失也越大?；炷吝\輸機械的影響混凝土攪拌運輸車運輸距離和時間越長，混凝土熟料由于發(fā)生化學反應(yīng)、水份蒸發(fā)、骨料吸水等多方面原因，自由水份減少，造成混凝土坍落度經(jīng)時損失，混凝土皮帶運輸機、串筒還會造成砂漿損失，這也是造成混凝土坍落度損失的重要原因?；炷翝仓俣鹊挠绊懟炷翝仓^程中，混凝土熟料到達倉面內(nèi)的時間越長，會因為發(fā)生化學反應(yīng)、水份蒸發(fā)、骨料吸水等多方面原因使混凝土熟料中的自由水份迅速減少造成坍落度損失