混凝土在凝結(jié)硬化以前,稱為混凝土拌合物或新拌混凝土,它必須具備良好的和易性,便于施工,以保證獲得良好的澆灌質(zhì)量。和易性是指混凝土拌合物易于操作施工(拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)),并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。
和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì),包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。流動(dòng)性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下,能產(chǎn)生流動(dòng),并能均勻密實(shí)的填滿模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中組成材料之間有一定粘聚力,不致產(chǎn)生分層和離析現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物在施工過程中,具有一定的保水能力,不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。發(fā)生泌水現(xiàn)象的拌合物,由于水分泌出來會(huì)形成容易透水的孔隙,從而影響混凝土的密實(shí)性,降低質(zhì)量。
在混凝土施工工地和試驗(yàn)室,通常是用坍落度測(cè)定方法來測(cè)定混凝土拌合物的流動(dòng)性,并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。
測(cè)定方法如下:將混凝土拌合物用小鏟分三層均勻地裝入坍落度筒內(nèi)(坍落度桶內(nèi)部尺寸為:底部直徑200±2mm;頂部直徑100±2mm;高度300±2mm)每次插搗25次,頂層插搗完后,刮去多余的混凝土并用抹刀抹平,雙手均勻用力將筒撥起。從開始裝料到拔起坍落度筒的整個(gè)過程應(yīng)不間斷的進(jìn)行,并應(yīng)在150s內(nèi)完成,其中,拔起坍落度筒的時(shí)間在5~10s內(nèi)完成。
混凝土拌合物由于自重將會(huì)產(chǎn)生坍落度現(xiàn)象。由坍落度筒頂?shù)教涞陌韬衔镯敳康木嚯x(mm)就叫坍落度,作為流動(dòng)性指標(biāo)。坍落度愈大表示拌合物的流動(dòng)性愈大。同時(shí)觀察拌合物的粘聚性、保水性及含砂情況
(1)水泥漿的數(shù)量
混凝土拌合物中水與水泥形成水泥漿,是拌合物產(chǎn)生流動(dòng)性的主要因素。在水灰比不變的情況下,單位體積拌合物內(nèi)水泥漿愈多,則拌合物的流動(dòng)性愈好。但當(dāng)水泥漿過多時(shí),將會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象,使拌合物的粘聚性變差,同時(shí)對(duì)混凝土的強(qiáng)度與耐久性也會(huì)產(chǎn)生一定影響,而且水泥用量也大,混凝土成本高。水泥漿過少,甚至不能填滿骨料空隙或不能完全包裹骨料表面時(shí),混凝土拌合物就會(huì)產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象,粘聚性變差。因此,水泥漿數(shù)量應(yīng)以滿足拌合物流動(dòng)性要求為度,不宜過多或過少。
(2)水泥漿的稠度
水泥漿的稠度取決于水灰比。在混凝土拌合物中,當(dāng)水泥用量不變時(shí),水灰比越小則水泥漿越稠密,拌合物的流動(dòng)性越小。當(dāng)水灰比過小時(shí),水泥漿干稠,會(huì)導(dǎo)致混凝土拌合物流動(dòng)性很低,難以施工操作,更不能保證混凝土的密實(shí)性。提高水灰比會(huì)加大拌合物的流動(dòng)性,但如果水灰比過大,又會(huì)造成拌合物的粘聚性和保水性不良,產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象,并嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度。所以水灰比既不能過大,也不能過小。合理的水灰比一般應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度和耐久性要求來選擇。不能用單純改變用水量的辦法來調(diào)整拌合物的流動(dòng)性。因?yàn)閱渭冊(cè)黾佑盟繒?huì)降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此,應(yīng)該在保持水灰比不變的條件下用調(diào)整水泥漿數(shù)量的辦法來調(diào)整拌合物的流動(dòng)性。
(3)砂率
砂率又稱含砂率,是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。試驗(yàn)表明,砂率的變動(dòng)會(huì)使骨料的空隙率和總表面積有顯著改變,因而對(duì)混凝土拌合物的和易性產(chǎn)生顯著影響。
砂率過大時(shí),骨料的總表面積及空隙率都會(huì)增大,在水泥漿含量不變的情況下,用于包裹骨料表面和填充骨料空隙的水泥漿數(shù)量顯然不夠,使砂漿干澀,潤(rùn)滑作用降低,從而降低混凝土拌合物的流動(dòng)性。如砂率過小,砂漿數(shù)量則不足以填滿粗骨料的空隙體積,此種情況下粗骨料接觸點(diǎn)處砂漿太少,也會(huì)降低混凝土拌合物的流動(dòng)性,而且還會(huì)嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性,容易造成離析、流漿等現(xiàn)象。因此,應(yīng)該尋求最佳砂率:在用水量和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)性且保持良好的粘聚性和保水性的砂率。影響最佳砂率的因素很多,因此不可能用計(jì)算的方法得出準(zhǔn)確的最佳砂率。可概括為:
a.石子最大粒徑較大、級(jí)配較好、表面較光滑時(shí),石子間的空隙率較小,可采用較小的砂率。
b.砂子的細(xì)度模數(shù)較小時(shí),由于細(xì)顆粒的砂子較多,混凝土拌合物的粘聚性容易得到保證,而且砂子在粗骨料中的撥開作用較小,可采用較小的砂率。
c.水灰比較小,水泥漿較稠時(shí),由于混凝土拌合物的粘聚性較好,可采用較小的砂率。
d.施工要求混凝土拌合物的流動(dòng)性較大時(shí),粗骨料容易出現(xiàn)離析,為保持混凝土拌合物的粘聚性,需采用較大的砂率。
e.當(dāng)采用加氣劑或塑化劑等外加劑時(shí),可適當(dāng)減少砂率。
(4)水泥品種和骨料的性質(zhì)
水泥顆粒越細(xì),所拌制的混凝土拌合物流動(dòng)性越小。顆粒較大、形狀較圓、表面較光滑、棱角少及級(jí)配好的骨料,所拌制的拌合物的流動(dòng)性較大。因此,在水泥漿數(shù)量一定時(shí),用卵石拌制的拌合物流動(dòng)性好于碎石拌合物;用河砂比用山砂拌制的拌合物流動(dòng)性好。
(5)外加劑
摻入少量外加劑能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的條件下,獲得很好的和易性,增大流動(dòng)性和改善粘聚性、降低泌水性。或者說在保持流動(dòng)性及混凝土強(qiáng)度不變的條件下,降低水泥用量。
(6)時(shí)間溫度:
拌合物的流動(dòng)性隨時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的升高而減小。
(1)調(diào)整混凝土的材料組成。在保證混凝土強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的前提下,適當(dāng)調(diào)整混凝土的組成配合比例以提高和易性。如降低砂率、采用最佳砂率、增加水泥漿用量等。
(2)改善砂、石的級(jí)配,盡量采用較粗且級(jí)配良好的砂、石。
(3)摻加各種外加劑。如減水劑能提高混凝土拌合物的和易性,并能提高混凝土強(qiáng)度、耐久性及節(jié)約水泥。
(4)提高振搗效能。采用機(jī)械振搗,提高振搗效能,可降低施工條件對(duì)混凝土拌合物和易性的要求。
強(qiáng)度是混凝土硬化后的主要力學(xué)性能,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-2019)規(guī)定,混凝土強(qiáng)度有:立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度等。
①混凝土立方體抗壓強(qiáng)度:按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-20019)規(guī)定,制作邊長(zhǎng)為150mm的立方體混凝土試件,在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度20±2℃,相對(duì)濕度95%以上)下,養(yǎng)護(hù)至28天齡期,測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱立方體強(qiáng)度)。
為了說明工程中的混凝土實(shí)際達(dá)到的強(qiáng)度,往往把混凝土立方體試件放在與工程相同的環(huán)境條件下養(yǎng)護(hù),再按所需的齡期進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)得立方體試件抗壓強(qiáng)度值作為工地混凝土質(zhì)量控制的依據(jù)。又由于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法試驗(yàn)周期長(zhǎng),施工工期不能等待,既不能及時(shí)預(yù)報(bào)施工中的質(zhì)量狀況,也不能據(jù)此及時(shí)設(shè)計(jì)和調(diào)整配合比,不利于加強(qiáng)混凝土質(zhì)量管理和充分利用水泥活性。我國(guó)已制定頒布了《早期推定混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)方法》,可以根據(jù)早期在不同溫度條件下加速養(yǎng)護(hù)的混凝土試件強(qiáng)度推定標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天(或其他齡期)的強(qiáng)度。
除邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件外,有時(shí)根據(jù)粗骨料的最大粒徑而選用不同的試件尺寸試件,如邊長(zhǎng)為100mm、200mm的立方體試件,但需乘換算系數(shù),以得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)結(jié)果。選用邊長(zhǎng)為100mm的立方體試件,換算系數(shù)為0.95;選用邊長(zhǎng)為200mm的立方體試件,換算系數(shù)為1.05。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C60時(shí),宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件,如用非標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí),尺寸換算系數(shù)應(yīng)由試驗(yàn)確定硬化后混凝土的技術(shù)性質(zhì)主要包括:強(qiáng)度、變形和耐久性。
②混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與強(qiáng)度等級(jí)。
標(biāo)準(zhǔn)值是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件,在28d齡期時(shí),用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的強(qiáng)度總體分布中具有不低于95%保證率(指混凝土強(qiáng)度總體中,≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的概率)的抗壓強(qiáng)度值。
強(qiáng)度等級(jí)是混凝土各種力學(xué)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ),它是按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分的,采用符號(hào)C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(以MPa計(jì))表示。普通混凝土劃分為下列強(qiáng)度等級(jí):C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C70、C80等,也是施工中控制工程質(zhì)量和工程驗(yàn)收時(shí)的重要依據(jù)。如測(cè)得28d的抗壓強(qiáng)度在兩個(gè)等級(jí)之間,該混凝土應(yīng)定為較低一級(jí)。
③混凝土的抗拉強(qiáng)度
混凝土的抗拉強(qiáng)度很低,只有抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20,隨著混凝土的強(qiáng)度等級(jí)提高,比值有所降低,這是因?yàn)榭估瓘?qiáng)度沒有抗壓強(qiáng)度提高得快?;炷潦芾瓡r(shí)呈脆性斷裂,破壞時(shí)無明顯殘余變形。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不考慮混凝土承受拉力,而是在混凝土中配以鋼筋,由鋼筋來承擔(dān)結(jié)構(gòu)中的拉力。目前國(guó)內(nèi)外均采用劈裂法來測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度,采用邊長(zhǎng)為150mm的立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。
(1)預(yù)拌混凝土運(yùn)到工地后,90分鐘內(nèi)要求用完,時(shí)間越長(zhǎng)坍落度損失越大,將影響混凝土質(zhì)量。因此,施工單位在使用前必須做好施工準(zhǔn)備工作。
(2)預(yù)拌混凝土攪拌車到達(dá)工地后,嚴(yán)禁往罐車內(nèi)加水。若到達(dá)后時(shí)間不長(zhǎng),混凝土坍落度小不符合交貨驗(yàn)收要求,可由攪拌站技術(shù)人員添加外加劑進(jìn)行調(diào)整,攪拌均勻后可繼續(xù)使用。若到達(dá)工地后混凝土坍落度過大超出交貨驗(yàn)收的坍落度要求,施工單位有權(quán)進(jìn)行退貨。雙方對(duì)坍落度有爭(zhēng)議時(shí)以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的坍落度值為準(zhǔn)。
(3)預(yù)拌混凝土膠凝材料多、砂率較高、坍落度較大、特別是泵送混凝土坍落度均在180mm以上,混凝土流動(dòng)性好容易密實(shí),所以在澆搗時(shí)不須強(qiáng)力振搗,振搗時(shí)間宜在10秒~20秒,否則混凝土表面浮漿較多容易產(chǎn)生收縮裂縫。
(4)預(yù)拌混凝土由于摻加了外加劑等成分,混凝土的初終凝時(shí)間較長(zhǎng)。一般初凝時(shí)間為5小時(shí)~8小時(shí),氣溫高時(shí)為4小時(shí)~6小時(shí),終凝為8小時(shí)~14小時(shí)。因此,混凝土提漿抹面時(shí)間應(yīng)根據(jù)氣候特點(diǎn)適當(dāng)掌握。氣溫低時(shí)混凝土墻、柱邊模的拆模時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延遲,以免混凝土構(gòu)件發(fā)生脫皮、起殼等外觀質(zhì)量問題。
(5)澆搗梁板混凝土?xí)r,在梁與板交界處,宜先澆搗梁部位混凝土,振搗密實(shí)后再澆搗板面混凝土,這樣可避免或減少發(fā)生在梁板交界處的沉降收縮裂縫。
(6)混凝土澆搗成型后應(yīng)進(jìn)行二次振搗二次抹面。具體的做法是:在混凝土進(jìn)入初凝前(用手輕按混凝土板面能留下指痕),用平板振動(dòng)器快速復(fù)振一次。再用木抹子壓實(shí)抹平,可以起到減少表面裂縫的效果。
(7)高溫天氣或者大風(fēng)天氣澆搗混凝土?xí)r,可以采用覆蓋塑料薄模防止混凝土構(gòu)件表面失水過快產(chǎn)生干縮裂縫。
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