0 引言
混凝土在未凝結(jié)硬化之前，稱為混凝土拌合物。拌合物工作狀態(tài)的好壞即和易性直接關(guān)系到澆注后混凝土制品或結(jié)構(gòu)物是否均質(zhì)，成型是否密實(shí)以及硬化后能否達(dá)到設(shè)計(jì)的高強(qiáng)和高耐久。若和易性差，不僅混凝土難以泵送施工，拌合過(guò)程中或澆注后常出現(xiàn)黏稠度大、扒底、硬殼等問(wèn)題，已嚴(yán)重影響到混凝土的強(qiáng)和耐久性。本文從工程實(shí)例角度出發(fā)，對(duì)混凝土拌合物出現(xiàn)的砂的細(xì)度選取不當(dāng)、黏稠度大、扒底以及硬殼質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行深層次原因分析，并提出相應(yīng)的調(diào)控對(duì)策。
1普通混凝土拌合物工作性的內(nèi)涵
混凝土的工作性是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)性質(zhì)，包括流動(dòng)性、黏聚性和保水性三個(gè)方面。賦予混凝土拌合物具有流動(dòng)性的根本因素是膠凝材料漿體(是由水泥、混凝土礦物摻合料和水拌合而成的漿體)，它是普通混凝土拌合物工作性最敏感的影響因素。
從本質(zhì)上講，影響混凝土拌合料的主要因素是拌合料中膠凝材料漿體數(shù)量及其本身的流動(dòng)性，而影響膠凝材料漿體流動(dòng)性的因素是漿體的濃度(水膠比)、膠材的性質(zhì)(包括水泥的性質(zhì)、生產(chǎn)水泥以及拌制混凝土?xí)r所摻加的礦物摻和料的摻量和種類)和外加劑；當(dāng)然粗、細(xì)骨料特征和級(jí)配也有一定的影響。
賦予混凝土黏聚性本質(zhì)源于混凝土拌合物內(nèi)摩擦阻力，一部分來(lái)自膠凝材料漿顆粒間的內(nèi)聚力(包括水泥漿顆粒間和礦物摻和料漿顆粒間)與黏性；另一部分來(lái)自骨料顆粒間的摩擦力，前者主要取決于水膠比的大?。缓笳呷Q于骨料顆粒間的摩擦系數(shù)。
賦予混凝土拌合物保水性的本質(zhì)一部分源自膠凝材料顆粒對(duì)水的附著力與黏性，骨料的微細(xì)顆粒(小于300μm)、骨料的級(jí)配以及外加劑。
從混凝土工作性的內(nèi)涵一方面可知，混凝土工作性的三個(gè)方面是既相互聯(lián)系，有互相矛盾。流動(dòng)性大的拌合物要求顆粒間的內(nèi)摩擦較小，這樣易于使其密實(shí)，而顆粒間的內(nèi)摩擦小也即黏聚性較小，易于泌水和離析。反之，黏聚性大的拌合物在一定條件下可能使流動(dòng)性較小。另一方面可知工作性三個(gè)方面可以共同調(diào)控膠凝材料顆粒間的內(nèi)聚力與黏性、骨料間的摩擦系數(shù)以及骨料的粒徑和級(jí)配。如黏度一定時(shí)，增大漿體的數(shù)量，使包裹骨料間膠凝材料漿層增厚，摩擦力減小，因此原材料一定時(shí)，坍落度主要取決于膠凝材料漿量的多少和黏度大小。只增大用水量時(shí)(黏度降低)，坍落度加大，而穩(wěn)定性降低(即易于離析和泌水)，也影響拌合物硬化后的性能，所以過(guò)去通常是維持水膠比不變，調(diào)整膠凝材料漿量來(lái)滿足工作度要求。當(dāng)然工程實(shí)踐中因考慮到水泥漿多會(huì)影響耐久性，多以摻外加劑來(lái)調(diào)整和易性，滿足施工需要。
由混凝土工作性的內(nèi)涵知，混凝土拌合物常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題如黏聚性差、黏稠度大、扒底、離析、泌水、硬殼現(xiàn)象，其主要原因是組成材料中粉狀材料或砂過(guò)粗或過(guò)細(xì)，導(dǎo)致組成材料之間不匹配，出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問(wèn)題。本文著重就混凝土常見(jiàn)的幾個(gè)難以克服的幾個(gè)質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行深層次的原因分析并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，而混凝土拌合物流動(dòng)性、離析和泌水的研究已有相關(guān)文獻(xiàn)，文中不再詳細(xì)介紹。
2 砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)混凝土拌合物的工作性影響
細(xì)度模數(shù)的大小主要影響混凝土的和易性與需水量。
1)砂子的細(xì)度模數(shù)太大，混凝土干澀、容易泌水，這是因?yàn)樯白又写诸w粒含量多，造成砂子骨架孔隙大，混凝土流動(dòng)阻力大、保水性差。細(xì)骨料中小于0.3mm顆粒含量對(duì)混凝土泵送性影響較大，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，必須增加水泥或細(xì)粉摻合料的用量，這在一定程度上會(huì)增大混凝土的成本。
2)砂子的細(xì)度模數(shù)太小，混凝土發(fā)黏、需水量大，這是由于砂子細(xì)粒含量多，比表面積增大，需更多的水泥漿包裹砂子顆粒，引起混凝土用水量增加，而且顆粒越細(xì)，對(duì)水的吸附越強(qiáng)，保水性太好而增加混凝土的黏度。
另外砂子偏細(xì)時(shí)，混凝土的坍落度保持更加困難，收縮也會(huì)增加，對(duì)混凝土抗裂不利。一般采用細(xì)度模數(shù)在2.4－3.0的砂子配制混凝土較為合適。
3 混凝土拌合物黏度大
這是低水膠比混凝土常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，就是拌合好的混凝土發(fā)現(xiàn)非常黏稠，流動(dòng)性很低，施工困難，也有扒底或板結(jié)的感覺(jué)。從混凝土工作性的內(nèi)涵可知，影響混凝土黏度最重要的是因素是膠結(jié)材料漿顆粒間的相互作用大小，相互間作用力小，黏度小，混凝土拌合物流動(dòng)性就好。
具體原因分析：1)水泥的粒度與礦物組成：為提高混凝土的早期強(qiáng)度，水泥的細(xì)度越來(lái)越細(xì)，在相同水膠比條件下，必然導(dǎo)致水泥的需水量增大，水泥漿顆粒間的距離越來(lái)越小，相互吸引力增大，黏度自然增大，而水泥熟料中鋁酸鹽礦物增大，同樣需水量增大，黏度大；2)外加劑的摻量和品種，特別是外加劑增多水膠比降低而引起的混凝土拌合物的黏度增大3)摻入超細(xì)且需水量高的礦物摻和料如火山灰、硅灰甚至礦渣粉；4)摻外加劑的混凝土往往發(fā)黏，部分原因是膠凝材料與外加劑以及砂石含泥量與外加劑之間出現(xiàn)不適應(yīng)；5)砂率大，砂石之間的空隙率大，需要填充的漿體多，需要包裹骨料的漿體厚度太薄，骨料間的摩擦力大，也顯得黏稠；6)砂石含泥量大，需水量大，導(dǎo)致潤(rùn)滑骨料的漿體的有效水膠比太低；7)砂子過(guò)細(xì)或者細(xì)分含量高；8)減水劑的保坍??；9)砂石級(jí)配不合理或石子級(jí)配中大小石子之間搭配不合理；10)混凝土配合比不適合，尤其是漿骨比(漿體與骨料之間的質(zhì)量之比)不協(xié)調(diào)也是引起混凝土黏稠度大的原因。
調(diào)控對(duì)策：1)水泥優(yōu)化的余地很小，故首先從礦物摻和料上著手，減少超細(xì)礦粉、硅灰摻量，摻入適量需水量低的粉煤灰可改善黏度問(wèn)題；2)近年來(lái)發(fā)現(xiàn)石灰石超細(xì)粉對(duì)降低低水膠比混凝土拌合物的黏度效果明顯，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還低，使粉體分散更均勻；3)石灰石超細(xì)粉與粉煤灰、礦粉以及硅灰復(fù)摻后能綜合改善混凝土的黏度以及流動(dòng)性和保水性；
4)換用優(yōu)質(zhì)、高效減水劑；5)降低砂率以及砂石含泥量，選用中粗砂，以細(xì)度模數(shù)3.0左右為宜；6)優(yōu)化砂石級(jí)配，以及一定條件下石子之間的大小搭配狀況；7)優(yōu)化混凝土配合比，通過(guò)大量工程實(shí)踐中C10－C50強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，只要將混凝土中漿體與骨料體積設(shè)計(jì)成一樣多或略低于骨料體積，混凝土拌合物和黏度和工作性都非常好，C50以上漿體占40%左右黏度和工作性也很好，必要條件下適當(dāng)提高水膠比，水膠比過(guò)低導(dǎo)致和易性不好且黏度態(tài)度時(shí)，反而會(huì)降低混凝土的澆筑質(zhì)量，最終影響其強(qiáng)度和耐久性。
4 抓底或板結(jié)
這是泵送混凝土常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，就是在讓拌好的混凝土自然停放幾分鐘后，用鏟子鏟混凝土?xí)r有鏟不動(dòng)的感覺(jué)，翻動(dòng)混凝土?xí)r骨料有沒(méi)包裹到漿的現(xiàn)象?；炷磷サ?，一般是由于外加劑量比較多，將混凝土中的水分過(guò)量的析出造成的，表面嚴(yán)重翻漿，并且漿非常稀。
具體原因分析：1)嚴(yán)重泌水的混凝土易出現(xiàn)抓底或板結(jié)黏鍋)；2)水泥用量大的混凝土易出現(xiàn)抓底現(xiàn)象；3)混凝土外加劑摻量大的混凝土易出現(xiàn)抓底現(xiàn)象；4)砂率小，混凝土易出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象。5)混凝土外加劑減水率高，泌水率高，保水、增稠、引氣效果差的混凝土易出現(xiàn)抓底或板結(jié)現(xiàn)象。
調(diào)控對(duì)策：1)減少單位用水量；2)提高砂率；3)摻加適量的摻合料如粉煤灰，降低水泥用量；4)降低混凝土外加劑的摻量；5)增加混凝土外加劑的引氣、增稠、保水功能。
5 “硬殼”現(xiàn)象
混凝土澆筑后，混凝土表面已經(jīng)“硬化”，但內(nèi)部仍然呈未凝結(jié)狀態(tài)，形成“湯心”，這里稱之為“硬殼”現(xiàn)象。與此同時(shí)，常伴有不同程度的裂縫，該裂縫很難用抹子抹平。
原因分析：1)主要是因?yàn)榛炷翝仓蟊韺铀诌^(guò)快蒸發(fā)使得混凝土失水干燥造成的，在天氣炎熱、氣候干燥的季節(jié)表現(xiàn)尤為突出；2)外加劑復(fù)配中的成分和混凝土摻和料的種類、有一定的關(guān)系，當(dāng)外加劑含有糖類及其類似緩凝組分時(shí)容易形成硬殼，在摻和料中使用礦粉和粉煤灰更為明顯，這也是混凝土中摻礦物摻和料對(duì)外界的溫度濕度很敏感的重要原因。
調(diào)控對(duì)策：1)對(duì)外加劑配方進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，緩凝組分使用磷酸鹽等，避免使用糖、木鈣、葡萄糖、等；2)使用粉煤灰作為摻和料，其保水性能比礦粉優(yōu)異；3)若表面產(chǎn)生細(xì)微裂縫，可在混凝土初凝前采用二次振搗消除裂縫，以免進(jìn)一步形成貫穿裂縫；4)的方法應(yīng)該是改善養(yǎng)護(hù)措施，即盡量避免混凝土受太陽(yáng)直射，剛澆注完畢的混凝土可采用噴霧或?yàn)⑺瑞B(yǎng)護(hù)方法。
6 結(jié)論
通過(guò)分析混凝土拌合物工作性的內(nèi)涵，對(duì)混凝土拌合物常出現(xiàn)的黏稠度大、扒底、硬殼現(xiàn)象進(jìn)行深層次的原因剖析，并提出相應(yīng)的調(diào)控對(duì)此，特別是混凝土黏稠大和硬殼的調(diào)控措施是作者經(jīng)大量工程實(shí)踐系統(tǒng)總結(jié)，對(duì)混凝土今后施工有較大幫助。
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