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【摘要】混凝土是建筑材料中非常重要的材料,它是由膠結(jié)材料,骨料和水按一定比例配制,經(jīng)攪拌振搗成型,在一定條件下養(yǎng)護(hù)而成的人造石材。所以混凝土不僅僅是土木工程的主要材料,也是造船業(yè),機(jī)械工業(yè),海洋開(kāi)發(fā),地?zé)岬裙こ讨惺褂玫牟牧稀1疚囊曰炷涟韬衔锏脑囼?yàn)過(guò)程及試件成型為內(nèi)容展開(kāi)的影響因素分析。
【關(guān)鍵詞】混凝土;拌合物;和易性;因素分析
一、設(shè)備、材料、溫度
1.使用設(shè)備
塌落度筒、 彈斗搗棒、 振動(dòng)臺(tái)、 攪拌機(jī)、 地稱(chēng)等
2.實(shí)驗(yàn)溫度
室溫 22℃ 相對(duì)溫度65 %
3.使用材料
水泥、砂子、石子、水
二、 混凝土拌合物和易性試驗(yàn)
1、設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)C15 ,設(shè)計(jì)塌落度(mm): 35-50mm , 設(shè)計(jì)表現(xiàn)密度:2400㎏/ m3 。
2、試件成型
試驗(yàn)中采用配合比為:水泥:拌和水:砂子:石子=1:0.45:2.00:4.69。實(shí)際稱(chēng)量如下:水泥14.6 Kg,拌和水6.5 Kg,砂子29.0 Kg,石子采用二級(jí)配(比例為1:1)故小石為34 Kg,中石為34 Kg。試驗(yàn)采用機(jī)械拌和,機(jī)械搗實(shí)的方法進(jìn)行,成型了4組試模,尺寸為150X150X150(mm)的標(biāo)準(zhǔn)試件。
3、和易性測(cè)定
試驗(yàn)過(guò)程中,測(cè)得的平均塌落度為40 mm,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;用5公升容積筒測(cè)得混凝土拌合物表觀密度為2380㎏/ m3 ,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;和易性叛定:流動(dòng)性適中,保水性良好,粘聚性良好,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
三、和易性影響因素分析
和易性是指混凝土是否易于施工操作和均勻密實(shí)的性能。影響和易性的因素主要有以下幾方面。1) 水泥數(shù)量與稠度的影響;2) 砂率的影響;3) 組成材料性質(zhì)的影響;4)其他影響因素:拌合物存放時(shí)間及環(huán)境溫度的影響等。
(一)、水泥數(shù)量與稠度的影響
混凝土拌合物在自重或外界振動(dòng)動(dòng)力的作用下要產(chǎn)生流動(dòng),必須克服其內(nèi)在的阻力,拌合物內(nèi)在阻力主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)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(shù)量。水泥漿的粘聚力大小主要取決于漿的干稀程度,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(rùn)滑作用越好,使骨料間摩擦力減小,混凝土拌合物易于流動(dòng),于是流動(dòng)性就大。反之則小。但若水泥漿量過(guò)多,這時(shí)骨料用量必然減少,就會(huì)出現(xiàn)流漿及泌水現(xiàn)象,而且好多消耗水泥。若水泥漿量過(guò)少,致使不能填滿(mǎn)骨料間的空隙或不夠包裹所有骨料表面時(shí),則拌合物會(huì)產(chǎn)生崩塌現(xiàn)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(guò)多,應(yīng)以滿(mǎn)足拌合物流動(dòng)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(dòng)性變小。增加用水量則情況相反。當(dāng)混凝土加水過(guò)少時(shí),即水灰比過(guò)低,不僅流動(dòng)性太小,粘聚性也因混凝土發(fā)澀而變差,在一定施工條件下難以成型密實(shí)。但若加水過(guò)多,水灰比過(guò)大,水泥漿過(guò)稀,這時(shí)拌合物雖流動(dòng)性大,但將產(chǎn)生嚴(yán)重的分層離析和泌水現(xiàn)象,并且嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此,絕不可以單純以加水的方法來(lái)增加流動(dòng)性。而應(yīng)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(lái)調(diào)整拌合物的流動(dòng)性。
以上討論可以明確,無(wú)論是水泥數(shù)量的影響,還是水泥稠度的影響,實(shí)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。
(二)、砂率的影響
砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)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(guān)系,砂率的變動(dòng),會(huì)使骨料的總表面積空隙率發(fā)生很大的變化,因此對(duì)混凝土拌合物的和易性有顯著的影響。當(dāng)砂率過(guò)大時(shí),骨料的總表面積和空隙率均增大,當(dāng)混凝土中水泥漿量一定的情況下,骨料顆粒表面積將相對(duì)減薄,拌合物就顯得干稠,流動(dòng)性就變小,如果保持流動(dòng)性不變,則需增加水泥漿,就要多耗水泥,反之,若砂率過(guò)小,拌合物中顯得石子多而砂子過(guò)少,形成的砂漿量不足以包裹石子表面,并不能填滿(mǎn)石子間空隙,在石子間沒(méi)有足夠砂漿潤(rùn)滑層時(shí),不但會(huì)降低混凝土拌合物的流動(dòng)性,而且會(huì)嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性,使混凝土產(chǎn)生骨料離析、水泥漿流失,甚至出現(xiàn)崩散現(xiàn)象。
由上可知,在配置混凝土?xí)r,砂率不能過(guò)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(dòng)性,且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。
(三)、組成材料性質(zhì)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(dòng)性比用普通水泥時(shí)小,這是因?yàn)榍罢咚嗟拿芏容^小,所以在相同水泥用量時(shí),它們的絕對(duì)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(dá)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(zhì)的影響
骨料性質(zhì)指混凝土所用骨料的品種、級(jí)配、顆粒粗細(xì)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(dòng)性比碎石和山砂拌制的好:用級(jí)配好的骨料拌制的混凝土拌合物和水性好,用細(xì)砂拌制的混凝土拌合物的流動(dòng)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(dòng)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,二者還分別對(duì)硬化混凝土的強(qiáng)度與耐久性起著十分有利的作用。
(四)、拌合物存放時(shí)間及環(huán)境溫度的影響
攪拌拌制的混凝土拌合物,隨著時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)變得越來(lái)越干稠,塌落度將逐漸減小,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(fā),以及水泥的水化與凝聚結(jié)構(gòu)的逐漸形成等作用所致。
混凝土拌合物的和易性還受溫度的影響,隨著環(huán)境溫度的升高,混凝土的塌落度損失的更快,因?yàn)檫@時(shí)的水分蒸發(fā)及水泥的化學(xué)反應(yīng)將進(jìn)行的更快。
四、混凝土拌合物的和易性對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
普通混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)主要包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎和抗剪強(qiáng)度,其中以抗壓強(qiáng)度最為重要,所以混凝土主要用來(lái)抗壓。混凝土受壓破壞主要發(fā)生在水泥石與骨料的界面上,而混凝土受壓破壞之前,粗骨料與水泥石界面上實(shí)際已存在細(xì)小裂縫。因此工程上對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的質(zhì)量控制不容忽視,而混凝土拌合物的和易性對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響尤為重要。工程上由于不滿(mǎn)足混凝土拌合物的和易性的要求,在成型過(guò)程中不易密實(shí)而造成的豆腐渣工程實(shí)在不少。
五、結(jié)論
混凝土拌合物的和易性的影響因素較多,對(duì)后期混凝土力學(xué)性能的影響較大,因此在施工過(guò)程中,一定要滿(mǎn)足其設(shè)計(jì)要求及相應(yīng)的施工要求。