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一、商品混凝土和易性
和易性是指新拌水泥商品混凝土易于各工序施工操作(攪拌、運輸、澆灌、搗實等)并能獲得質量均勻、成型密實的性能。也稱商品混凝土的工作性。和易性是一項綜合的技術性質,它與施工工藝密切相關。通常包括有流動性、保水性和粘聚性等三個方面的含義。1. 流動性是指新拌商品混凝土在自重或機械振搗的作用下,能産生流動,并均勻密實地填滿模闆的性能。流動性反映出拌合物的稀稠程度。若商品混凝土拌合物太幹稠,則流動性差,難以振搗密實;若拌合物過稀,則流動性好,但容易出現分層離析現象。主要影響因素是商品混凝土用水量。2. 粘聚性是指新拌商品混凝土的組成材料之間有一定的粘聚力,在施工過程中,不緻發生分層和離析現象的性能。粘聚性反映商品混凝土拌合物的均勻性。若商品混凝土拌合物粘聚性不好,則商品混凝土中集料與水泥漿容易分離,造成商品混凝土不均勻,振搗後會出現蜂窩和空洞等現象。主要影響因素是膠砂比。3. 保水性是指在新拌商品混凝土具有一定的保水能力,在施工過程中,不緻産生嚴重泌水現象的性能。保水性反映商品混凝土拌合物的穩定性。保水性差的商品混凝土内部易形成透水通道,影響商品混凝土的密實性,并降低商品混凝土的強度和耐久性。主要影響因素是水泥品種、用量和細度。新拌商品混凝土的和易性是流動性、粘聚性和保水性的綜合體現,新拌商品混凝土的流動性、粘聚性和保水性之間既互相聯系,又常存在矛盾。因此,在一定施工工藝的條件下,新拌商品混凝土的和易性是以上性質的矛盾統一。目前,還沒有能夠全面反映商品混凝土拌和物和易性的簡單測定方法。通常,通過實驗測定流動性,以目測和經驗評定粘聚度和保水度。商品混凝土的流動性用稠度表示,其測定方法有坍落度與坍落擴展法和維勃稠度法兩種。
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二、影響商品混凝土和易性的主要因素
1. 水泥數量與稠度的影響:商品混凝土拌合物在自重或外界振動動力的作用下要産生流動,必須克服其内在的阻力,拌合物内在阻力主要來自兩個方面:骨料間的摩擦力及水泥漿的粘聚力,骨料間摩擦力的大小主要取決于骨料顆粒表面水泥漿層的厚度,亦水泥漿的數量。水泥漿的粘聚力大小主要取決于漿的幹稀程度,亦即水泥漿的稠度。商品混凝土拌合物在保持水灰比不變的情況下,水泥漿用量越多,包裹在骨料顆粒表面的漿層就越厚,潤滑作用越好,骨料間摩擦力減小,商品混凝土拌合物易于流動。反之則小。商品混凝土拌合物水泥漿用量不能太少,但也不能過多,應以滿足拌合物流動性要求為度。當商品混凝土加水過少時,即水灰比過低,不僅流動性太小,在一定施工條件下難以成型密實。但若加水過多,水灰比過大,水泥漿過稀,這時拌合物雖流動性大,但将産生嚴重的分層離析和泌水現象,并且嚴重影響商品混凝土的強度和耐久性。當商品混凝土拌和物的坍落度太小時,保持水灰比不變的條件下,适量增加水泥漿;當拌和物坍落度太大時,保持砂率不變的條件下,适量增加砂石。2. 砂率的影響:砂率是指商品混凝土中砂的質量占砂、石總質量的百分比。所謂合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情況下,能使商品混凝土拌合物獲得最大的流動性,且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。 确定砂率的原則是:在保證商品混凝土拌合物具有的粘聚性和流動性的前提下,水泥漿最省時的最優砂率。砂率的變動,會影響新拌商品混凝土中集料的級配,是集料的空隙率和總表面積有很大變化,對新拌商品混凝土的和易性産生顯著影響。在水泥漿數量一定時,砂率過大,集料的總表面積及空隙率都會增大,需較多水泥漿填充和包裹集料,使起潤滑作用的水泥漿減少,新拌商品混凝土的流動性減小。砂率過小,集料的空隙率顯著增加,不能保證在粗集料之間有足夠的砂漿層,也會降低新拌商品混凝土的流動性,并會嚴重影響粘聚性和保水性,容易造成離析、流漿等現象。3. 組成材料性質的影響:水泥品種的影響:在水泥用量和用水量一定的情況下,采用礦渣水泥或火山灰水泥拌制的商品混凝土拌合物,其流動性比用普通水泥時小,在相同用水量情況下,商品混凝土較較稠。若要二者達到相同的塌落度,礦渣水泥或火山灰水泥拌制每立方米商品混凝土的用水量必須增加一些,且礦渣水泥拌制的商品混凝土拌合物泌水性較大。骨料性質的影響:骨料性質指商品混凝土所用骨料的品種、級配、顆粒粗細及表面形狀等。建築碎石顆粒級配分連續粒級和單粒級。采用連續粒級的顆粒級配較好,拌制的混凝上和易性好,不易發生離析。單粒級的碎石拌制的商品混凝土和易性較差,容易離析,不易振搗。 外加劑的影響:商品混凝土拌合物摻入減水劑或引氣劑,流動性明顯提高,引氣劑還可以有效的改善商品混凝土拌合物的粘聚性和保水性,二者還分别對硬化商品混凝土的強度與耐久性起着十分有利的作用。改善商品混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。4. 拌合物存放時間及環境溫度的影響:攪拌拌制的商品混凝土拌合物,随着時間的延長會變得越來越幹稠,塌落度将逐漸減小,這是由于拌合物中的一些水分逐漸被骨料吸收,一部分被蒸發,以及水泥的水化與凝聚結構的逐漸形成等作用所緻。商品混凝土拌合物的和易性還受溫度的影響,随着環境溫度的升高,商品混凝土的塌落度損失的更快,因為這時的水分蒸發及水泥的化學反應将進行的更快。同樣配合比的商品混凝土,氣溫愈高坍落度愈小。大約氣溫每增加10C,坍落度約減2-3cm
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三、改善商品混凝土和易性的措施
1、水泥數量與稠度的影響混凝土拌合物在自重或外界振動動力的作用下要産生流動,必須克服其内在的阻力,拌合物内在阻力主要來自兩個方面,一為骨料間的摩擦力,一為水泥漿的粘聚力,骨料間摩擦力的大小主要取決于骨料顆粒表面水泥漿層的厚度,亦水泥漿的數量。水泥漿的粘聚力大小主要取決于漿的幹稀程度,亦即水泥漿的稠度。混凝土拌合物在保持水灰比不變的情況下,水泥漿用量越多,包裹在骨料顆粒表面的漿層就越厚,潤滑作用越好,使骨料間摩擦力減小,混凝土拌合物易于流動,于是流動性就大。反之則小。但若水泥漿量過多,這時骨料用量必然減少,就會出現流漿及泌水現象,而且好多消耗水泥。若水泥漿量過少,緻使不能填滿骨料間的空隙或不夠包裹所有骨料表面時,則拌合物會産生崩塌現象,粘聚性變差,由此可知,混凝土拌合物水泥漿用量不能太少,但也不能過多,應以滿足拌合物流動性要求為度。在保持混凝土水泥用量不變得情況下,減少拌合用水量,水泥漿變稠,水泥漿的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好,而流動性變小。增加用水量則情況相反。當混凝土加水過少時,即水灰比過低,不僅流動性太小,粘聚性也因混凝土發澀而變差,在一定施工條件下難以成型密實。但若加水過多,水灰比過大,水泥漿過稀,這時拌合物雖流動性大,但将産生嚴重的分層離析和泌水現象,并且嚴重影響混凝土的強度和耐久性。因此,絕不可以單純以加水的方法來增加流動性。而應采取在保持水灰比不變的條件下,以增加水泥漿量的辦法來調整拌合物的流動性。以上讨論可以明确,無論是水泥數量的影響,還是水泥稠度的影響,實際都是水的影響。因此,影響混凝土拌合物和易性的決定性因素是其拌合用水量的多少。2、砂率的影響砂率是指混凝土中砂的質量占砂、石總質量的百分比。砂率是表示混凝土中砂子與石子二者的組合關系,砂率的變動,會使骨料的總表面積空隙率發生很大的變化,因此對混凝土拌合物的和易性有顯著的影響。當砂率過大時,骨料的總表面積和空隙率均增大,當混凝土中水泥漿量一定的情況下,骨料顆粒表面積将相對減薄,拌合物就顯得幹稠,流動性就變小,如果保持流動性不變,則需增加水泥漿,就要多耗水泥,反之,若砂率過小,拌合物中顯得石子多而砂子過少,形成的砂漿量不足以包裹石子表面,并不能填滿石子間空隙,在石子間沒有足夠砂漿潤滑層時,不但會降低混凝土拌合物的流動性,而且會嚴重影響其粘聚性和保水性,使混凝土産生骨料離析、水泥漿流失,甚至出現崩散現象。由上可知,在配置混凝土時,砂率不能過大,也不能太小,因該選用合理的砂率值。所謂合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情況下,能使混凝土拌合物獲得最大的流動性,且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。3、組成材料性質的影響(1)水泥品種的影響在水泥用量和用水量一定的情況下,采用礦渣水泥或火山灰水泥拌制的混凝土拌合物,其流動性比用普通水泥時小,這是因為前者水泥的密度較小,所以在相同水泥用量時,它們的絕對體積較大,因此在相同用水量情況下,混凝土就顯得較稠,若要二者達到相同的塌落度,前者每立方米混凝土的用水量必須增加一些,另外,礦渣水泥拌制的混凝土拌合物泌水性較大。(2)骨料性質的影響骨料性質指混凝土所用骨料的品種、級配、顆粒粗細及表面形狀等。在混凝土骨料用量一定的情況下,采用卵石和河沙拌制的混凝土拌合物,其流動性比碎石和山砂拌制的好:用級配好的骨料拌制的混凝土拌合物和水性好,用細砂拌制的混凝土拌合物的流動性較差,但粘聚性和保水性好。(3)外加劑的影響混凝土拌合物摻入減水劑或引氣劑,流動性明顯提高,引氣劑還可以有效的改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性,二者還分别對硬化混凝土的強度與耐久性起着十分有利的作用。4、拌合物存放時間及環境溫度的影響攪拌拌制的混凝土拌合物,随着時間的延長會變得越來越幹稠,塌落度将逐漸減小,這是由于拌合物中的一些水分逐漸被骨料吸收,一部分被蒸發,以及水泥的水化與凝聚結構的逐漸形成等作用所緻。混凝土拌合物的和易性還受溫度的影響,随着環境溫度的升高,混凝土的塌落度損失的更快,因為這時的水分蒸發及水泥的化學反應将進行的更快。
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