第四章__混凝土與砂漿

1、第四章 混凝土與砂漿 CONCRETE AND MORTAR砼（人工石）砼（人工石）4.2 普通混凝土的主要技術性質普通混凝土的主要技術性質 和易性和易性 強度強度 變形性變形性 耐久性耐久性4.2.1 新拌早期混凝土的性能新拌早期混凝土的性能 和易性（工作性）和易性（工作性） 凝結時間凝結時間 塑性收縮和塑性沉降塑性收縮和塑性沉降新拌混凝土是指將水泥、砂、石和水新拌混凝土是指將水泥、砂、石和水拌合的尚未凝固時的拌合物。新拌與拌合的尚未凝固時的拌合物。新拌與早期混凝土的性能對結構混凝土強度早期混凝土的性能對結構混凝土強度和耐久性起著決定性的作用。和耐久性起著決定性的作用。一、一、 新拌混凝土的

2、和易性新拌混凝土的和易性 和易性（工作度）和易性（工作度） Workability（一）（一） 概念概念 和易性（工作度）是指新拌混凝土拌合物易和易性（工作度）是指新拌混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運輸、澆灌、振搗）并能于施工操作（拌合、運輸、澆灌、振搗）并能獲致質量均勻、成型密實的性能。和易性是一獲致質量均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合的技術性質。項綜合的技術性質。 1.流動性流動性三方面含義三方面含義 2.2.粘聚性粘聚性 3.3.保水性保水性1.流動性流動性指新拌混凝土在自重或機械振動力作用下，指新拌混凝土在自重或機械振動力作用下，克服內部阻力和與模板、鋼筋之間的粘性力，克服內部

3、阻力和與模板、鋼筋之間的粘性力，易產(chǎn)生流動，易于輸送和易于填滿模板的性易產(chǎn)生流動，易于輸送和易于填滿模板的性能。能。對流動性的要求隨施工工藝而異；隨構件的對流動性的要求隨施工工藝而異；隨構件的類型和配筋密集程度而異。類型和配筋密集程度而異。流動性的大小取決于混凝土拌合物中用水量流動性的大小取決于混凝土拌合物中用水量或水泥漿含量的多少?；蛩酀{含量的多少。2.粘聚性粘聚性 指新拌混凝土在施工過程中維持勻質和指新拌混凝土在施工過程中維持勻質和整體性的能力。包括在運輸、澆筑、成型等整體性的能力。包括在運輸、澆筑、成型等過程中砂漿與粗骨料不分層離析的性能。過程中砂漿與粗骨料不分層離析的性能。 粘聚性的

4、大小主要取決于細骨料的用量粘聚性的大小主要取決于細骨料的用量以及水泥漿的稠度等。以及水泥漿的稠度等。 3.保水性保水性指新拌混凝土保持水分的能力，在施指新拌混凝土保持水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生嚴重泌水的性質。工過程中不致發(fā)生嚴重泌水的性質。保水性差的混凝土拌合物，由于水分保水性差的混凝土拌合物，由于水分的泌出會形成容易透水的孔隙，從而降的泌出會形成容易透水的孔隙，從而降低混凝土的密實性。低混凝土的密實性。（二）和易性（工作度）的測定（二）和易性（工作度）的測定 目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測定方法。在工地和試驗室，通和易性的測定方法。在

5、工地和試驗室，通常是測定拌合物的流動性，并輔以直觀經(jīng)常是測定拌合物的流動性，并輔以直觀經(jīng)驗觀察評定粘聚性和保水性。驗觀察評定粘聚性和保水性。 1）坍落度與坍落擴展度法坍落度與坍落擴展度法 （適用于坍落度大于（適用于坍落度大于1010mm的砼的砼) ) （坍落度大于（坍落度大于220220mm用用坍落擴展度法）坍落擴展度法） 2 2）維勃稠度法（）維勃稠度法（VBVB法）法） （適用于干硬性砼（適用于干硬性砼) ) 1.1.流動性測定方法流動性測定方法注：兩種方法都只適用于粗骨料最大粒徑注：兩種方法都只適用于粗骨料最大粒徑不大于不大于40mm40mm的新拌混凝土。的新拌混凝土。坍落度測定坍落度測

6、定 坍落度與坍擴度測定坍落度與坍擴度測定 大流動性混凝土（坍落度大于大流動性混凝土（坍落度大于160160）；）； 流動性混凝土（坍落度為流動性混凝土（坍落度為100100150150）；）； 塑性混凝土（坍落度為塑性混凝土（坍落度為50509090）；）； 低塑性混凝土（坍落度為低塑性混凝土（坍落度為10104040）；）； 坍落度值小于坍落度值小于1010的拌合物為干硬性混凝土。的拌合物為干硬性混凝土?；炷涟韬衔锓诸惢炷涟韬衔锓诸悾ǜ鶕?jù)坍落度大?。ǜ鶕?jù)坍落度大小） 普通混凝土普通混凝土 高強混凝土高強混凝土維勃稠度測定儀維勃稠度測定儀 2. 粘聚性觀察粘聚性觀察 輕敲已坍落的拌合物若

7、整體緩慢下沉輕敲已坍落的拌合物若整體緩慢下沉則粘聚性良好，若整體倒塌或部分倒塌或則粘聚性良好，若整體倒塌或部分倒塌或產(chǎn)生離析，則粘聚性不良。產(chǎn)生離析，則粘聚性不良。3. 保水性觀察保水性觀察 提起坍落度筒后無稀漿或僅有少量稀提起坍落度筒后無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則保水性良好。漿自底部析出，則保水性良好。（三）流動性指標的選擇（三）流動性指標的選擇 施工工藝施工工藝 結構類型結構類型 考慮考慮 構件斷面尺寸構件斷面尺寸 鋼筋疏密鋼筋疏密 搗實方法搗實方法 滿足施工要求條件下，盡量選用較小流動性，滿足施工要求條件下，盡量選用較小流動性，有利于節(jié)約水泥，且對硬化后砼性質有利。有利于節(jié)約水泥，

8、且對硬化后砼性質有利。 用較大流動性砼，需保證成型密實，不產(chǎn)生用較大流動性砼，需保證成型密實，不產(chǎn)生離析泌水。（如自密實混凝土）離析泌水。（如自密實混凝土）考慮施工工藝選擇拌合物的工作度考慮施工工藝選擇拌合物的工作度 施工工藝施工工藝 坍落度坍落度(mm)碾壓混凝土碾壓混凝土 0滑模攤鋪混凝土滑模攤鋪混凝土 30 50 泵送混凝土泵送混凝土 100 200自密實混凝土自密實混凝土 240 注：本表系采用機械振搗混凝土時的坍落度，采用人工搗實其值可適當增大； 需配制泵送混凝土時，應摻外加劑，坍落度宜為120180?？紤]結構種類選擇拌合物的工作度考慮結構種類選擇拌合物的工作度 現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析 混

9、凝土中的蜂窩混凝土中的蜂窩 觀察圖觀察圖4-16中混凝土樓面，其中有空洞（俗稱蜂窩）。中混凝土樓面，其中有空洞（俗稱蜂窩）。 該混凝土是采用該混凝土是采用人工振搗，其混凝土坍落度為人工振搗，其混凝土坍落度為30 mm。請分析混凝土不密實的原因。請分析混凝土不密實的原因?！痉治觥吭摶炷廖床捎谜駝悠髡駬v，僅人工振搗，而混凝土【分析】該混凝土未采用振動器振搗，僅人工振搗，而混凝土的坍落度偏低，流動性較差，故易產(chǎn)生蜂窩，應增大混凝土的的坍落度偏低，流動性較差，故易產(chǎn)生蜂窩，應增大混凝土的坍落度，具體按坍落度，具體按GB 50204-2001混凝土結構工程施工質量驗混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范收規(guī)范

10、規(guī)定進行。實際施工時，混凝土拌和物的坍落度要根規(guī)定進行。實際施工時，混凝土拌和物的坍落度要根據(jù)構件截面尺寸大小、鋼筋疏密和搗實方法來確定。當構件截據(jù)構件截面尺寸大小、鋼筋疏密和搗實方法來確定。當構件截面尺筋較密，或采用人工搗實時，坍落度可選擇大一些。面尺筋較密，或采用人工搗實時，坍落度可選擇大一些。 工程實例分析工程實例分析【分析【分析】泵送混凝土要求的坍落度較大，不僅要有較泵送混凝土要求的坍落度較大，不僅要有較大的流動性，而且還要有較好的保水性及粘聚性，才大的流動性，而且還要有較好的保水性及粘聚性，才可保證工程質量。可保證工程質量。 【概況【概況】某高架橋橋臺采用泵送混凝土。因該混凝某高架橋

11、橋臺采用泵送混凝土。因該混凝土保水性較差，泌水量大，大量水泥稀漿從模板縫土保水性較差，泌水量大，大量水泥稀漿從模板縫中流出，拆模板后可見橋臺混凝土集料裸露。中流出，拆模板后可見橋臺混凝土集料裸露。 （四）影響和易性的因素（四）影響和易性的因素 水泥漿量水泥漿量 水泥漿稠度水泥漿稠度 砂率砂率 組成材料品種、規(guī)格、質量組成材料品種、規(guī)格、質量 外加劑和摻合料外加劑和摻合料 時間和溫度時間和溫度和易性影響因素分析和易性影響因素分析 （）水泥漿的數(shù)量（）水泥漿的數(shù)量 水泥漿量是指混凝土中水泥及水的總量。混凝土拌合水泥漿量是指混凝土中水泥及水的總量。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

12、性。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，如果水泥漿越多，則拌合物在水灰比不變的情況下，如果水泥漿越多，則拌合物的流動性越大。但若水泥漿過多，使拌合物的粘聚性的流動性越大。但若水泥漿過多，使拌合物的粘聚性變差。變差。 （）水泥漿的稠度（）水泥漿的稠度水泥漿的稀稠，取決于水灰比的大小。水灰比小，水泥漿的稀稠，取決于水灰比的大小。水灰比小，水泥漿稠，拌合物流動性就小，混凝土拌合物難以水泥漿稠，拌合物流動性就小，混凝土拌合物難以保證密實成型。若水灰比過大，又會造成混凝土拌保證密實成型。若水灰比過大，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)合物的粘聚性

13、和保水性不良，而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象，并嚴重影響混凝土的強度。象，并嚴重影響混凝土的強度。和易性影響因素分析和易性影響因素分析 水泥漿的數(shù)量和稠度取決于用水量和水灰水泥漿的數(shù)量和稠度取決于用水量和水灰比。實際上用水量是影響混凝土流動性最大比。實際上用水量是影響混凝土流動性最大的因素。的因素。當用水量一定時，水泥用量適當變當用水量一定時，水泥用量適當變化（增減化（增減50501001003 3 ）時，基本上不影）時，基本上不影響混凝土拌合物的流動性，即流動性基本上響混凝土拌合物的流動性，即流動性基本上保持不變（即保持不變（即固定用水量法則固定用水量法則）。由此可知，）。由此可知，在用水量相同的情況

14、下，采用不同的水灰比在用水量相同的情況下，采用不同的水灰比可配制出流動性相同而強度不同的混凝土?？膳渲瞥隽鲃有韵嗤鴱姸炔煌幕炷?。 塑性混凝土用水量可根據(jù)骨料的品種與規(guī)格及要求塑性混凝土用水量可根據(jù)骨料的品種與規(guī)格及要求的流動性，參考的流動性，參考p94p94表表4 418)18)選取。選取。 （水灰比：（水灰比：0.40 0.40 0.800.80）注：注：本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細砂時，每立方米混凝土用本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細砂時，每立方米混凝土用 水量可增加水量可增加5 5 1010，采用粗砂則可減少，采用粗砂則可減少5 51010。 摻用各種外加劑或摻

15、合料時，用水量應相應調整。摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應相應調整。 工程實例分析工程實例分析【概況【概況】某混凝土攪拌站用的集料含水量波動較大，某混凝土攪拌站用的集料含水量波動較大，其混凝土強度不僅離散程度較大，而且有時會出現(xiàn)其混凝土強度不僅離散程度較大，而且有時會出現(xiàn)卸料及泵送困難，有時又易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。請分析卸料及泵送困難，有時又易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。請分析原因。原因。 【分析【分析】由于集料，特別是砂的含水量波動較由于集料，特別是砂的含水量波動較大，使實際配比中的加水量隨之波動，以致加大，使實際配比中的加水量隨之波動，以致加水量不足時混凝土坍落度不足，水量過多時則水量不足時混凝土坍落度不足

16、，水量過多時則坍落度過大，混凝土強度的離散程度亦就較大。坍落度過大，混凝土強度的離散程度亦就較大。當坍落度過大時，易出現(xiàn)離析。若振搗時間過當坍落度過大時，易出現(xiàn)離析。若振搗時間過長坍落度過大，還會造成長坍落度過大，還會造成“過振過振”。 和易性影響因素分析和易性影響因素分析（3 3）砂率）砂率（s s= )= ) 在混合料中，砂是用來填充石子的空隙。在水泥漿一定在混合料中，砂是用來填充石子的空隙。在水泥漿一定的條件下，若砂率過大，則骨料的總表面積及空隙率增的條件下，若砂率過大，則骨料的總表面積及空隙率增大，混凝土混合物就顯得干稠，流動性小。如要保持一大，混凝土混合物就顯得干稠，流動性小。如要保

17、持一定的流動性，則要多加水泥漿，耗費水泥。若砂率過小，定的流動性，則要多加水泥漿，耗費水泥。若砂率過小，砂漿量不足，不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起砂漿量不足，不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起潤滑和填充作用，也會降低混合物的流動性，同時會使?jié)櫥吞畛渥饔茫矔档突旌衔锏牧鲃有?，同時會使粘聚性、保水性變差，使混凝土混合物顯得粗澀，粗骨粘聚性、保水性變差，使混凝土混合物顯得粗澀，粗骨料離析，水泥漿流失，甚至出現(xiàn)潰散現(xiàn)象。因此，砂率料離析，水泥漿流失，甚至出現(xiàn)潰散現(xiàn)象。因此，砂率既不能過大，也不能過小，應通過試驗找出最佳（合理）既不能過大，也不能過小，應通過試驗找出最佳（合理）砂率。也可參

18、照砂率。也可參照p94p94表表4-194-19選用。選用。gssmmm+合理（最佳）砂率合理（最佳）砂率指用水量、水泥用量指用水量、水泥用量一定的情況下能使砼拌合物獲得最大流動一定的情況下能使砼拌合物獲得最大流動性，同時粘聚性、保水性良好的砂率，或性，同時粘聚性、保水性良好的砂率，或者說在坍落度一定時，使拌合物水泥用量者說在坍落度一定時，使拌合物水泥用量最少的砂率。最少的砂率。 合理砂率的確定合理砂率的確定一般需結合工程實際由一般需結合工程實際由試驗確定，也可參考試驗確定，也可參考p94表表4-19選用。選用。合理砂率的影響因素：合理砂率的影響因素： 砂石粗細與級配、砂石種類、砼水灰比、砂石

19、粗細與級配、砂石種類、砼水灰比、 施工要求的流動性、外加劑等。施工要求的流動性、外加劑等。 砂子越細、石子越粗、級配越好、水灰比砂子越細、石子越粗、級配越好、水灰比越小，則越小，則合理砂率越小合理砂率越小，采用卵石、減水，采用卵石、減水劑、引氣劑時劑、引氣劑時合理砂率較小合理砂率較小。 （有利于節(jié)約水泥，提高流動性）（有利于節(jié)約水泥，提高流動性） 注：注：本表數(shù)值系中砂的選用砂率，對細砂或粗砂，可相應本表數(shù)值系中砂的選用砂率，對細砂或粗砂，可相應地減少或增大砂率；地減少或增大砂率； 只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大；只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大； 對薄壁構件

20、，砂率取偏大值。對薄壁構件，砂率取偏大值。 ）其他影響因素）其他影響因素 水泥品種，骨料種類，粒形和級配以及外加劑等，都水泥品種，骨料種類，粒形和級配以及外加劑等，都對混凝土拌合物的和易性有一定影響。水泥的標準調對混凝土拌合物的和易性有一定影響。水泥的標準調度用水量大，則拌合物的流動性小。骨料的顆粒較大，度用水量大，則拌合物的流動性小。骨料的顆粒較大，形狀圓整，表面光滑及級配較好時，則拌合物的流動形狀圓整，表面光滑及級配較好時，則拌合物的流動性較大。此外，在混凝土拌合物中加入外加劑時（如性較大。此外，在混凝土拌合物中加入外加劑時（如減水劑），能顯著地改善和易性。減水劑），能顯著地改善和易性。

21、混凝土拌合物的和易性還與時間，溫度有關。拌合物混凝土拌合物的和易性還與時間，溫度有關。拌合物拌制后，隨時間延長，流動性減?。粶囟仍礁?，水分拌制后，隨時間延長，流動性減??；溫度越高，水分丟失越快，坍落度損失越大。丟失越快，坍落度損失越大。和易性影響因素分析和易性影響因素分析坍落度損失坍落度損失坍落度損失：坍落度損失： 新拌混凝土工作度隨時間減小的現(xiàn)象；新拌混凝土工作度隨時間減小的現(xiàn)象；怎樣改善？怎樣改善？加外加劑（如緩凝劑或有防止坍落度損加外加劑（如緩凝劑或有防止坍落度損失功效的高效減水劑）或細摻合料失功效的高效減水劑）或細摻合料高效減水劑的發(fā)展高效減水劑的發(fā)展第一代：坍落度損失較快（第一代：坍

22、落度損失較快（3045分）；分）；第二代：與緩凝減水劑復合以延緩損失速率第二代：與緩凝減水劑復合以延緩損失速率（90分以上），控制有困難；分以上），控制有困難；第三代：新品種；可保持幾小時基本不損失。第三代：新品種；可保持幾小時基本不損失。 和易性影響因素重點理解和易性影響因素重點理解:1.混凝土流動性大小的主要決定因素為用水量混凝土流動性大小的主要決定因素為用水量的多少的多少 “固定用水量法則固定用水量法則” W量由所要求的流動性和所用骨料品種與量由所要求的流動性和所用骨料品種與規(guī)格選用。規(guī)格選用。2. 砂率的影響砂率的影響, 合理（最佳）合理（最佳） 砂率的確定。砂率的確定。 （四（四）改

23、善和易性措施改善和易性措施1、改善流動性措施：、改善流動性措施： 1）選用粗大的砂石及雜質少及級配好的砂石；）選用粗大的砂石及雜質少及級配好的砂石； 2）降低砂率；）降低砂率； 3）上述基礎上，保持水灰比不變適當增加水泥漿量；）上述基礎上，保持水灰比不變適當增加水泥漿量； 4）摻減水劑或引氣劑。）摻減水劑或引氣劑。2、改善粘聚性、保水性措施：、改善粘聚性、保水性措施： 1）限制石子最大粒徑，選用中砂；）限制石子最大粒徑，選用中砂； 2）改善砂石級配，選用連續(xù)級配；）改善砂石級配，選用連續(xù)級配； 3）適當增加砂率）適當增加砂率 4）摻減水劑或引氣劑或摻適量細混合材料。）摻減水劑或引氣劑或摻適量細

24、混合材料。 工程實例分析工程實例分析【概況【概況】某混凝土攪拌站原混凝土配方均可生產(chǎn)出性能良好某混凝土攪拌站原混凝土配方均可生產(chǎn)出性能良好的泵送混凝土。后因供應的問題進了一批針片狀多的碎石。的泵送混凝土。后因供應的問題進了一批針片狀多的碎石。當班技術人員未引起重視，仍按原配方配制混凝土，后發(fā)覺當班技術人員未引起重視，仍按原配方配制混凝土，后發(fā)覺混凝土坍落度明顯下降，難以泵送，臨時現(xiàn)場加水泵送。請混凝土坍落度明顯下降，難以泵送，臨時現(xiàn)場加水泵送。請對此過程予以分析。對此過程予以分析。 【分析【分析】 混凝土坍落度下降的原因。因碎石針片狀增多，表面積混凝土坍落度下降的原因。因碎石針片狀增多，表面積增大，在其它材料及配方不變的條件下，其坍落度必然下降。增大，在其它材料及配方不變的條件下，其坍落度必然下降。當坍落度下降難以泵送，簡單地現(xiàn)場加水雖可解決泵送當坍落度下降難以泵送，簡單