福州混凝土价格联盟

混凝土拌合物工作性的内涵分析以及几个关键质量问题的应对措施

中国混凝土网2018-06-26 22:21:46


0

引言


混凝土在未凝结硬化之前,称为混凝土拌合物。拌合物工作状态的好坏即和易性直接关系到浇注后混凝土制品或结构物是否均质,成型是否密实以及硬化后能否达到设计的高强和高耐久。若和易性差,不仅混凝土难以泵送施工,拌合过程中或浇注后常出现黏稠度大、扒底、硬壳等问题,已严重影响到混凝土的强和耐久性。本文从工程实例角度出发,对混凝土拌合物出现的砂的细度选取不当、黏稠度大、扒底以及硬壳质量问题进行深层次原因分析,并提出相应的调控对策。


1

普通混凝土拌合物工作性的内涵


混凝土的工作性是一项综合性的技术性质,包括流动性、黏聚性和保水性三个方面。赋予混凝土拌合物具有流动性的根本因素是胶凝材料浆体(是由水泥、混凝土矿物掺合料和水拌合而成的浆体),它是普通混凝土拌合物工作性最敏感的影响因素。从本质上讲,影响拌合料的主要因素是拌合料中胶凝材料浆体数量及其本身的流动性,而影响胶凝材料浆体流动性的因素是浆体的浓度(水胶比)、胶材的性质(包括水泥的性质、生产水泥以及拌制混凝土时所掺加的矿物掺和料的掺量和种类)和外加剂;当然粗细骨料特征和级配也有一定的影响。


赋予混凝土黏聚性本质源于混凝土拌合物内摩擦阻力,一部分来自胶凝材料浆颗粒间的内聚力(包括水泥浆颗粒间和矿物掺和料浆颗粒间)与黏性;另一部分来自骨料颗粒间的摩擦力,前者主要取决于水胶比的大小;后者取决于骨料颗粒问的摩擦系数。


赋予混凝土保水性的本质一部分源自胶凝材料颗粒对水的附着力与黏性,骨料的微细颗粒(小于300μm)、骨料的级配以及外加剂。


从混凝土工作性的内涵一方面可知,混凝土工作性的三个方面是既相互联系,有互相矛盾。流动性大的拌合物要求颗粒间的内摩擦较小,这样易于使其密实,而颗粒间的内摩擦小也即黏聚性较小,易于泌水和离析。反之,黏聚性大的拌合物在一定条件下可能使流动性较小。另一方面可知工作性三个方面可以共同调控胶凝材料颗粒间的内聚力与黏性、骨料间的摩擦系数以及骨料的粒径和级配。如黏度一定时,增大浆体的数量,使包裹骨料间胶凝材料浆层增厚,摩擦力减小,因此原材料一定时,坍落度主要取决于胶凝材料浆量的多少和黏度大小。只增大用水量时(黏度降低),坍落度加大,而稳定性降低(即易于离析和泌水),也影响拌合物硬化后的性能,所以过去通常是维持水胶比不变,调整胶凝材料浆量来满足工作度要求。当然工程实践中因考虑到水泥浆多会影响耐久性,多以掺外加剂来调整和易性,满足施工需要。


由混凝土工作性的内涵知,混凝土拌合物常见的质量问题如黏聚性差、黏稠度大、扒底、离析、泌水、硬壳现象,其主要原因是组成材料中粉状材料或砂过粗或过细,导致组成材料之间不匹配,出现各种各样的质量问题。本文着重就混凝土常见的几个难以克服的几个质量问题,进行深层次的原因分析并提出相应的应对策略,而混凝土拌合物流动性、离析和泌水的研究已有相关文献,文中不再详细介绍。


2

砂的细度模数对混凝土拌合物的工作性影响细度模数的大小主要影响混凝土的和易性与需水量。


1)砂子的细度模数太大,混凝土干涩、容易泌水,这是因为砂子中粗颗粒含量多,造成砂子骨架孔隙大,混凝土流动阻力大、保水性差。细骨料中小于0.3mm颗粒含量对混凝土泵送性影响较大,小于15%含量的砂子不利于混凝土泵送。要改善混凝土的和易性,必须增加水泥或细粉掺合料的用量,这在一定程度上会增大混凝土的成本。


2)砂子的细度模数太小,混凝土发黏、需水量大,这是由于砂子细粒含量多,比表面积增大,需更多的水泥浆包裹砂子颗粒,引起混凝土用水量增加,而且颗粒越细,对水的吸附越强,保水性太好而增加混凝土的黏度。


另外砂子偏细时,混凝土的坍落度保持更加困难,收缩也会增加,对混凝土抗裂不利。一般采用细度模数在2.4-3.0的砂子配制混凝土较为合适。


3

混凝土拌合物黏度大


这是低水胶比混凝土常出现的质量问题,就是拌合好的混凝土发现非常黏稠,流动性很低,施工困难,也有扒底或板结的感觉。从混凝土工作性的内涵可知,影响混凝土黏度最重要的是因素是胶结材料浆颗粒间的相互作用大小,相互间作用力小,黏度小,混凝土拌合物流动性就好。


具体原因分析:


1)水泥的粒度与矿物组成:为提高混凝土的早期强度,水泥的细度越来越细,在相同水胶比条件下,必然导致水泥的需水量增大,水泥浆颗粒间的距离越来越小,相互吸引力增大,黏度自然增大,而水泥熟料中铝酸盐矿物增大,同样需水量增大,黏度大;


2)外加剂的掺量和品种,特别是外加剂增多水胶比降低而引起的混凝土拌合物的黏度增大;


3)掺入超细且需水量高的矿物掺和料如火山灰、硅灰甚至矿渣粉;


4)掺外加剂的混凝土往往发黏,部分原因是胶凝材料与外加剂以及砂石含泥量与外加剂之间出现不适应;


5)砂率大,砂石之间的空隙率大,需要填充的浆体多,需要包裹骨料的浆体厚度太薄,骨料间的摩擦力大,也显得黏稠;


6)砂石含泥量大,需水量大,导致润滑骨料的浆体的有效水胶比太低;


7)砂子过细或者细分含量高;


8)减水剂的保坍小;


9)砂石级配不合理或石子级配中大小石子之间搭配不合理;


10)混凝土配合比不适合,尤其是浆骨比(浆体与骨料之间的质量之比)不协调也是引起混凝土黏稠度大的原因。


调控对策:


1)水泥优化的余地很小,故首先从矿物掺和料上着手,减少超细矿粉、硅灰掺量,掺入适量需水量低的粉煤灰可改善黏度问题;


2)近年来发现石灰石超细粉对降低低水胶比混凝土拌合物的黏度效果明显,主要原因是石灰石粉表面能很低,以致它的需水量比粉煤灰还低,使粉体分散更均匀;


3)石灰石超细粉与粉煤灰、矿粉以及硅灰复掺后能综合改善混凝土的黏度以及流动性和保水性;


4)换用优质、高效减水剂;


5)降低砂率以及砂石含泥量,选用中粗砂,以细度模数3.0左右为宜;


6)优化砂石级配,以及一定条件下石子之间的大小搭配状况;


7)优化混凝土配合比,通过大量工程实践中C10-C50强度等级的混凝土,只要将混凝土中浆体与骨料体积设计成一样多或略低于骨料体积,混凝土拌合物和黏度和工作性都非常好,C50以上浆体占40%左右黏度和工作性也很好,必要条件下适当提高水胶比,水胶比过低导致和易性不好且黏度态度时,反而会降低混凝土的浇筑质量,最终影响其强度和耐久性。


4

抓底或板结


这是泵送混凝土常出现的质量问题,就是在让拌好的混凝土自然停放几分钟后,用铲子铲混凝土时有铲不动的感觉,翻动混凝土时骨料有没包裹到浆的现象。混凝土抓底,一般是由于外加剂量比较多,将混凝土中的水分过量的析出造成的,表面严重翻浆,并且浆非常稀。


具体原因分析:


1)严重泌水的混凝土易出现抓底或板结黏锅);


2)水泥用量大的混凝土易出现抓底现象;


3)混凝土外加剂掺量大的混凝土易出现抓底现象;


4)砂率小,混凝土易出现板结现象。


5)混凝土外加剂减水率高,泌水率高,保水、增稠、引气效果差的混凝土易出现抓底或板结现象。


调控对策:


1)减少单位用水量;


2)提高砂率;


3)掺加适量的掺合料如粉煤灰,降低水泥用量;


4)降低混凝土外加剂的掺量;


5)增加混凝土外加剂的引气、增稠、保水功能。


5

“硬壳”现象


混凝土浇筑后,混凝土表面已经“硬化”,但内部仍然呈未凝结状态,形成“汤心”,这里称之为“硬壳”现象。与此同时,常伴有不同程度的裂缝,该裂缝很难用抹子抹平。


原因分析:


1)主要是因为混凝土浇筑后表层水分过快蒸发使得混凝土失水干燥造成的,在天气炎热、气候干燥的季节表现尤为突出;


2)外加剂复配中的成分和混凝土掺和料的种类、有一定的关系,当外加剂含有糖类及其类似缓凝组分时容易形成硬壳,在掺和料中使用矿粉和粉煤灰更为明显,这也是混凝土中掺矿物掺和料对外界的温度湿度很敏感的重要原因。


调控对策:


1)对外加剂配方进行适当调整,缓凝组分使用磷酸盐等,避免使用糖、木钙、葡萄糖、葡萄糖酸钠等;


2)使用粉煤灰作为掺和料,其保水性能比矿粉优异;


3)若表面产生细微裂缝,可在混凝土初凝前采用二次振捣消除裂缝,以免进一步形成贯穿裂缝;


4)最有效的方法应该是改善养护措施,即尽量避免混凝土受太阳直射,刚浇注完毕的混凝土可采用喷雾或洒水等养护方法。


6

结论


通过分析混凝土拌合物工作性的内涵,对混凝土拌合物常出现的黏稠度大、扒底、硬壳现象进行深层次的原因剖析,并提出相应的调控对此,特别是混凝土黏稠大和硬壳的调控措施是作者经大量工程实践首次系统总结,对混凝土今后施工有较大帮助。


作者:张广兴,如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时联系,我们将尽快处理。

热点资讯

“科之杰杯”2017年度中国商品混凝土企业十强评选隆重揭晓

河南全省河道全面禁止采砂,混凝土空前紧张?

紧急!长江流域砂石价格暴涨,资源告急…

石屑居然可以让每方混凝土便宜这么多

现代混凝土的后期强度倒缩也许是个误判

中国未来的混凝土废墟的景象白皮书

2017年中国各省市商品混凝土产量及市场分析

你用对了混凝土外加剂吗?这些容易忽视应用误区必须了解!


点击下方【阅读原文】查看更多相关内容
Copyright © 福州混凝土价格联盟@2017