混凝土拌合物的流动性

概述从广义上讲，混凝土是以胶凝材料、粗细骨料及其他外掺材料按适当比例拌制、成型、养护、硬化而成的人工石材。普通混凝土的应用特性1.高强、防火、耐久、安全2.凝结前，良好的可塑、成型性3.可与钢筋共同工作4.性能变化范围大5.施工工艺简易、多变6.主要构成材料可就地取材，可利用工业废料，利于环保7.缺点：自重大；延伸强度小，易开裂；硬化前，养护期较长；传热快。采用轻质骨料可以降低混凝土的自重；掺入纤维或聚合物，可提高抗拉强度，大大降低混凝土的脆性；掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化周期，改善力学性能。天然石材人工陶粒工业矿渣钢筋与混凝土共同工作的三大原因（1）线胀系数几乎相同（2）良好的粘结（3）碱性的保护返回3.1普通水泥混凝土3.1.1普通水泥混凝土的组成材料普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。普通混凝土的四种基本组成材料：水泥砂子石子水水泥浆砂子石子3.1.2水泥（1）水泥品种的选择应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。例：路面抢修工程——硅酸盐水泥高温车间路面和抗硫酸盐——矿渣水泥水库大坝——火山灰水泥（2）水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应。当水泥强度等级过高：水泥用量过低，和易性和耐久性差；当水泥强度等级过低——水泥用量太多，降低水泥混凝土品质，收缩率加大。经验证明，配制C30以下的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.1～1.8倍，配制Ｃ40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.0～1.5倍，同时宜掺入高效减水剂。3.1.3细集料混凝土用细集料一般应采用粒径小于4.75mm的级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然砂，也可使用加工的机制砂。（1）砂按技术要求分为三类：I类宜用于强度等级C60的混凝土；II类宜用于强度等级C30~C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；III类宜用于强度等级C30的混凝土和建筑砂浆。（2）有害杂质的含量粘土、淤泥——粘附在砂粒表面妨碍水泥与砂的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度和耐久性，并增大混凝土的干缩；云母——表面光滑的层、片状物质，与水泥粘结性差，影响混凝土的强度和耐久性；硫化物及硫酸盐——对水泥有侵蚀作用；有机质——影响水泥的水化硬化；海砂——含的氯化钠等氯化物对钢筋有锈蚀作用，因此对使用海砂配制混凝土时，其氯盐含量(折算成NaCl)不应大于0.1%，对预应力钢筋混凝土结构，不宜采用海砂。为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术规范的规定。见下表。项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量(%，小于）1.03.05.0泥块含量(%，小于）01.02.0云母(按质量计)(%，小于）1.02.02.0轻物质(按质量计)(%，小于）1.01.01.0有机物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐(SO3质量计)（%，小于）0.50.50.5氯化物(以氯离子质量计)(%，小于)0.010.020.06砂中有害物质含量（GB/T14684—2001）（3）坚固性和压碎值坚固性是指砂在气候、环境或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。天然砂采用硫酸钠溶液进行坚固性试验，经5次循环后测其质量损失。人工砂应进行压碎值测定。具体规定见下表。坚固性指标(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类质量损失（%，小于）8810压碎指标(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类单级最大压碎指标(%，小于)202530（4）砂的粗细程度和颗粒级配砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分试验：称量500g砂样过筛，称量筛子上残余的砂，计算出分计筛余、累计筛余、通过百分率。方孔标准筛振筛机分计筛余ai（%）：某号筛上的筛余量占试样总质量的百分率。累计筛余Ai（%）：某号筛的分计筛余和大于某号筛的各筛分计筛余的总和。通过百分率Pi（%）：通过某号筛的质量占试样总质量的百分率，即100与某号筛的累计筛余之差。100MmaiiiiaaaA21iiAP100细度模数细度模数是用于评价细集料粗细程度的指标（以水泥混凝土用细集料为例）：75.475.415.03.06.018.136.21005AAAAAAAMx粗砂：Mx=3.7～3.1；中砂：Mx=3.0～2.3；细砂：Mx=2.2～1.6。细度模数越大，砂越粗。国家规范将细度模数为3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60mm筛孔（控制粒级）的累计筛余百分率，划分成为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区三个级配区。砂的级配区曲线3.1.4粗集料粒径大于4.75ｍｍ的集料为粗集料（卵石和碎石）。（1）卵石和碎石按技术要求分为三类：I类宜用于强度等级C60的混凝土；II类宜用于强度等级C30~C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；III类宜用于强度等级C30的混凝土。碎石卵石（2）强度岩石抗压强度将母岩制成50mm×50mm×50mm的立方体试件或Ф50mm×50mm的圆柱体试件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，测得其在饱和水状态下的抗压强度值。（3）压碎指标值将一定质量气干状态下10—20mm的石子装入一标准圆筒内，在压力机上经160—300s内均匀地加荷到200kN；卸荷后称出试样质量G0，然后用孔径为2.5mm的筛筛除被压碎的碎粒，称取试样的筛余量G1，则压碎指标值按下式计算：压碎指标值越小，骨料的强度越高。%100010GGG压碎指标（4）坚固性集料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用）下集料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。（5）最大粒径石子最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。然而石子最大粒径过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。条件允许时应尽可能把石子选得大一些，以节约水泥。从结构的角度规定，混凝土用粗骨料最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1／4；同时不得超过钢筋间最小净距的3／4。对混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的1／2，且不得超过50mm。（6）颗粒级配粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石和卵石的颗粒级配范围见课本。（7）有害杂质粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、淤泥及细屑；硫酸盐及硫化物；有机物质；蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等。它们的危害作用与在细骨料中相同。各种有害杂质的含量都不应超出规范的规定。粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的２～４倍）和片状（厚度小于平均粒径的0.4倍）颗粒，不仅影响混凝土的和易性，而且会使混凝土的强度降低。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的规定。水泥混凝土用粗骨料中有害杂质的含量，应符合GB/T14685-2010的规定.3.1.5混凝土拌合及养护用水在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、PH值小于４的酸性水、含硫酸盐（按ＳＯ3计）超过水重１％的水均不得使用;海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。3.2混凝土的种类和应用3.2.1普通混凝土1.普通混凝土的组成普通混凝土的组成材料有水泥、砂子、石子和水，另外还常加少量的外加剂或掺加料。混凝土的质量主要取决于组成材料的性质与用量，同时，也受施工因素（如搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等）的影响。普通混凝土的表观密度为2000-2800Kg/m3，采用普通的天然沙石为骨料与水泥配制而成。普通混凝土广泛用于建筑、桥梁、道路、水利、码头、海洋等工程。2.普通混凝土的主要技术性质（1）混凝土拌合物的和易性1）概念：和易性是指混凝土拌合物在一定的施工条件和环境下，是否易于各种施工工序的操作，以获得均匀密实混凝土的性能。流动性流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。流动性的大小，反映混凝土拌合物的稀稠，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量。泵送混凝土碾压混凝土粘聚性粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的现象，使混凝土保持整体均匀的性能。分层——指混凝土浇注后由于重力沉降产生的不均匀分布现象。离析——指混凝土拌合物各组分分离，造成不均匀和失去连续性的现象。保水性保水性是指混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保持内部水分的能力，不致产生严重的泌水现象。泌水——从水泥浆中泌出部分拌合水的现象。保水性差的混凝土拌合物，由于水分泌出会形成容易透水的孔隙，使混凝土的密实性变差，降低其的强度和耐久性。泌水的危害（1）当泌水层出现混凝土表面时，使表面水灰比过大，表面疏松出现裂缝；（2）泌水发生在钢筋底部，形成泌水区域，水分蒸发后留下孔隙，使钢筋与混凝土粘结强度下降，钢筋也容易被锈蚀；（3）泌水发生在混凝土中集料下部，也引起混凝土强度与耐久性下降；（4）泌水过程中形成泌水通道，导致强度与耐久性降低；（5）在混凝土泵送施工中，容易泌水的混凝土也容易发生泵送管道堵塞的情况。混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间互相联系又存在矛盾。如粘聚性好则保水性也好，但当流动性增大时，粘聚性和保水性变差，反之亦然。所谓拌合物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，即使矛盾得到统一。2）混凝土拌和物和易性的评定A、坍落度试验方法:将混凝土拌合物分三层装入标准坍落度筒中，每层插捣25次并装满刮平。垂直向上将筒提起，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差（以mm计），即为坍落度。混凝土试验搅拌机坍落度筒坍落度越大，表示混凝土拌合物的流动性越大。在进行坍落度试验的同时，应观察混凝土拌合物的粘聚性、保水性，以便全面地评定混凝土拌合物的和易性。粘聚性的评定方法：用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，若锥体逐渐下沉,则表示粘聚性良好；如果锥体倒塌，部分崩裂或出现离析现象,则表示粘聚性不好。保水性的评定方法：坍落度筒提起后，如有较多稀浆从底部析出，锥体部分混凝土拌合物也因失浆而骨料外露，则表明混凝土拌合物的保水性能不好；无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示保水性良好。适用范围坍落度试验只适用于骨料最大粒径不大于40㎜，坍落度值不小于10㎜的混凝土拌合物。对坍落度值小于10㎜的干硬性混凝土，采用维勃稠度试验。B、维勃稠度试验方法在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，当水泥浆完全布满透明圆盘底面的瞬