混凝土基礎(chǔ)知識(shí)-混凝土的工作性

作為新拌混凝土，更多的強(qiáng)調(diào)其工作性。新拌混凝土工作性包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性。（一）新拌混凝土流動(dòng)性的影響因素評(píng)價(jià)新拌混凝土流動(dòng)性的方法很多，最常見(jiàn)的有坍落度試驗(yàn)方法。坍落度試驗(yàn)方法主要適用于中等流動(dòng)度的塑性混凝土。擴(kuò)展度試驗(yàn)方法適用于大流動(dòng)度的混凝土，試驗(yàn)過(guò)程與坍落度方法相同。提起坍落度簡(jiǎn)后，混凝土在自重作用下向四周擴(kuò)展。測(cè)量擴(kuò)展后混凝土的平均直徑，以此作為評(píng)判混凝土流動(dòng)性的指標(biāo)。（１）用水量混凝土的用水量是影響流動(dòng)性的主要因素之一。在一定范圍內(nèi)，混凝土流動(dòng)性隨用水量的增加而增大。在采用一定骨料的情況下，如果用水量一定，在實(shí)際應(yīng)用范圍內(nèi)，水泥用量即使變化，坍落度大體上保持不變，這一規(guī)律稱(chēng)為固定加水量定則，或需水量定則。雖然固定加水量定則是不嚴(yán)密的，但這個(gè)定則用于混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)是相當(dāng)方便的，即可以通過(guò)固定用水量、變化水灰比，而得到既滿(mǎn)足新拌混凝土工作性要求，又滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度要求的設(shè)計(jì)。(2)骨灰比、如果水灰比保持不變，減小骨灰比，混凝土流動(dòng)性增大。(3)砂率砂的顆粒比粗骨料顆粒小的多，因此，在一定范圍內(nèi)，它可以填充在粗骨料的空隙中，使骨料堆積密度提高，骨料的空隙率減小，此時(shí)隨著砂率的增大，混凝土流動(dòng)性增大。當(dāng)砂的數(shù)量超過(guò)一定程度后，粗骨料的空隙已經(jīng)填滿(mǎn)，不能再容納砂的進(jìn)入，在這種情況下繼續(xù)增加砂的含量，骨料的空隙率開(kāi)始上升，新拌混凝土流動(dòng)性降低。因此對(duì)混凝土來(lái)說(shuō)存在一個(gè)最佳砂率問(wèn)題。最佳砂率與粗骨料的堆積狀態(tài)，砂的顆粒級(jí)配水泥用量有關(guān)。粗骨料的空隙率越大，空隙中所能容納的砂的數(shù)量越多，因而最佳砂率也越大。粗砂最佳砂率較大，細(xì)砂最佳砂率小。在低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，由于膠凝材料用量較少，因此，應(yīng)采用較大的砂率。在高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，由于膠凝材料用量較多，相應(yīng)地應(yīng)采用較小的砂率。

（4）骨料級(jí)配級(jí)配好的骨料空隙較少，在相同水泥漿量情況下，可以獲得更好的流動(dòng)性。（5）礦物摻合料優(yōu)質(zhì)粉煤灰的需水量比較小，可以顯著提高混凝土的流動(dòng)性，或在保持混凝土流動(dòng)性不變的情況下大幅度減少用水量。磨細(xì)礦渣粉對(duì)混凝土的坍落度影響不大。(6)外加劑摻用減水劑可以顯著的提高新拌混凝土的流動(dòng)性，或在保持相同流動(dòng)性是較大幅度的減少混凝土用水量。減水劑對(duì)新拌混凝土的流動(dòng)性的影響與減水劑的品種和摻量有很大的關(guān)系。一般而言，減水劑都有一個(gè)最佳摻量，但不同的減水劑最佳摻量是不同的。減水劑與膠凝材料之間有一個(gè)相互適應(yīng)問(wèn)題。如果減水劑與膠凝材料不相適應(yīng)，它的作用效果也會(huì)受到很大的影響。（二）新拌混凝土坍落度損失新拌混凝土的流動(dòng)性隨著時(shí)間而減小，這是混凝土水化硬化的必然過(guò)程。造成混凝土坍落度損失的原因（1）膠凝材料水化。在混凝土中，膠凝材料與水反應(yīng)形成水化產(chǎn)物，水化產(chǎn)物的形成使得水泥漿體由分散狀態(tài)向凝聚結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移。這一轉(zhuǎn)移過(guò)程必將引起混凝土的坍落度損失。（2）減水劑作用的減退。（3）骨料吸水。（4）水分蒸發(fā)。（5）氣泡逃逸?；炷撂涠葥p失較大的原因（1）外加劑與水泥不適應(yīng)。采用減水劑既可以顯著的增大新拌混凝土的坍落度，又可能導(dǎo)致新拌混凝土的坍落度損失。減水劑與水泥有一個(gè)相互適應(yīng)、相互匹配的問(wèn)題，如果相互不適應(yīng)，則會(huì)造成較大的坍落度損失。（2）膠凝材料水化過(guò)快。新拌混凝土的坍落度損失與水泥的水化過(guò)程有著密切的關(guān)系。水泥的水化速度越快，新拌混凝土的坍落度損失也就越大。我國(guó)水泥普遍向細(xì)化和高C3S方向發(fā)展，因此，水泥的水化速度普遍加快，這也是引起混凝土坍落度損失加快的一個(gè)原因。當(dāng)水泥中石膏含量不合適、半水石膏太多時(shí)也會(huì)使新拌混凝土的坍落度損失過(guò)快。（3）骨料、礦物摻和料吸水率大。（4）環(huán)境溫度高、濕度低。減少混凝土坍落度損失的主要技術(shù)措施（1）選擇相適應(yīng)的膠凝材料—外加劑體系。（2）延緩膠凝材料的水化。延緩膠凝材料水化通常有兩種辦法：一是調(diào)整膠凝材料系統(tǒng)，提高礦物摻和料摻量；二是采用緩凝劑。（3）骨料在使用前進(jìn)行預(yù)吸水處理。（三）新拌混凝土的性能—工作性（離析、浮漿和泌水）離析是指混凝土拌合物成分相互分離，造成內(nèi)部組成與結(jié)構(gòu)不均勻的現(xiàn)象，通常表現(xiàn)為粗骨料與砂漿相互分離或浮漿現(xiàn)象，浮漿是指水泥漿與骨料顆粒的分離。離析是混凝土黏聚性不好的一種表現(xiàn)形式。泌水是指在拌合物澆筑、密實(shí)之后，在凝結(jié)硬化之前，水分從拌合物內(nèi)部遷移到表面的現(xiàn)象。離析和泌水對(duì)硬化混凝土性能的危害：新拌混凝土的不同層次的分離導(dǎo)致混凝土分布的不均勻性，這種分布的不均勻性將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不均勻，且由于表面混凝土和下面混凝土水泥漿含量的不一致性，有可能引起混凝土表面開(kāi)裂。防止混凝土泌水和離析的技術(shù)措施（1）解決泌水的方法有兩個(gè)：一是減小膠凝材料顆粒的粒徑，二是減小膠凝材料顆粒的密度。提高水泥的粉磨細(xì)度可以有效地減少泌水，這實(shí)質(zhì)上是一條減少顆粒粒徑的技術(shù)途徑。摻入優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、硅灰等礦物外加劑也可以有效地減少泌水。從減少泌水的角度說(shuō)，粉煤灰比磨細(xì)礦粉更有效。（2）防止混凝土的各種離析，關(guān)鍵在于混凝土中各種顆粒之間能有一個(gè)好的級(jí)配，在不同層次上阻礙顆粒的運(yùn)動(dòng)，這樣才能保持混凝土有較好的均勻性。解決浮漿有兩個(gè)技術(shù)途徑：一是減小細(xì)骨料顆粒的粒徑，二是增大水泥漿的黏度。從前一個(gè)技術(shù)途徑考慮，采用較細(xì)的砂有助于減少浮漿，從后一個(gè)技術(shù)途徑考慮，則可以通過(guò)減小水膠比，增加水泥漿體積含量來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果出現(xiàn)粗骨料分離，則表明砂漿黏度太小或粗骨料粒徑過(guò)大，可適當(dāng)?shù)奶岣呱奥屎蜏p小粗骨料粒徑。（四）新拌混凝土的性能—工作性（凝結(jié)與硬化）初凝：新拌混凝土基本上失去流動(dòng)性，此時(shí)新拌混凝土即達(dá)到初凝。終凝：水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，水化產(chǎn)物不斷加固網(wǎng)狀凝結(jié)結(jié)構(gòu)，使混凝土具有了力學(xué)強(qiáng)度，此時(shí)新拌混凝土就達(dá)到終凝。（1）水泥凝結(jié)時(shí)間的的影響。水泥凝結(jié)越快，新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間越短。（2）化學(xué)外加劑的影響。對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間有顯著影響的化學(xué)外加劑是一些調(diào)凝劑。（3）礦物摻合料的摻入會(huì)影響膠凝材料的水化反應(yīng)速度，因而也影響混凝土的凝結(jié)時(shí)間。在同等條件下，礦物外加劑摻量越大，混凝土的凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)。在摻入礦物外加劑時(shí)，應(yīng)相應(yīng)的減少緩凝劑的摻量。特別是摻量較大時(shí)，甚至可以不用緩凝劑。（4）在通常情況下，如果水泥相同，水灰比越大，新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)。（5）隨著環(huán)境溫度的提高，新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間縮短。（6）環(huán)境濕度的高低影響混凝土中水分的蒸發(fā)速度，在干燥環(huán)境下，新拌混凝土中的水分蒸發(fā)較快，混凝土凝結(jié)時(shí)間較短。這種凝結(jié)不是真正意義上的凝結(jié)，這種凝結(jié)是以水分的損失為前提條件的，因而水泥漿體必將伴隨著較大的干燥的收縮，這種收縮將會(huì)導(dǎo)致較嚴(yán)重的開(kāi)裂。這種凝結(jié)過(guò)程是一個(gè)裂紋的形成與發(fā)展的過(guò)程。正常凝結(jié)是通過(guò)足夠數(shù)量水化產(chǎn)物的形成來(lái)實(shí)現(xiàn)的，沒(méi)有水分的失去，只有水分的轉(zhuǎn)移。也就是說(shuō)，一些水分由自然狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗a(chǎn)物的一部分不一定產(chǎn)生收縮，即便產(chǎn)生收縮，也比前者小得多。因此，一般不會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。*注意：在干燥的環(huán)境下，特別是在大風(fēng)的環(huán)境中，澆筑好的混凝土必須采取措施，防止混凝土內(nèi)部水分的失去。（五）新拌混凝土的