影响新拌混凝土工作性的因素和改善措施
蹇芳 王娟
陕西汉中荣海工程建设有限公司 陕西省汉中市 724303
水泥混凝土在尚未凝结硬化以前,称为水泥混凝土拌合物,新拌混凝土的工艺性质,称之为工作性(或和易性)。新拌混凝土的工作性,也称和易性,是混凝土拌合物易于施工操作(拌和、运输、浇筑、振捣)且成型后质量均匀密实的性能。实际上,混凝土拌合物的和易性是一项综合技术性质,包括流动性、黏聚性和保水性三个方面。流动性是混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下,能产生流动,并填满模板的性能。黏聚性是混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的黏聚力,不致产生分层和离析的现象。保水性是保证混凝土在施工过程中,具有一定的保水能力,不致产生严重的泌水现象。
可见新拌混凝土质量的好坏,取决于混凝土的流动性、黏聚性、保水性,因此,我们要保证这三个方面符合规范和设计要求。
一、工程施工中存在的问题
在桥梁施工当中我们可以看到或参与一些混凝土浇筑作业,其通常选用现浇法施工,在施工当中,无论是采用哪一种浇筑工艺,都必须保证新拌混凝土的工作性。然而我们经常发现一些问题,如新拌混凝土浇筑时,混凝土出现流动性较大或较小的问题。尤其要注意一些隐蔽工程的混凝土浇筑工作,更应严格控制其新拌混凝土工作性。
二、新拌混凝土工作性的主要影响因素
2.1 水泥浆的数量
混凝土拌合物中的水泥浆,除了填充集料间的空隙外,包裹在集料表面并略有富余,使拌合物有一定的流动性,拌合物中的水泥浆数量应满足流动性为宜。
2.2 水灰比的影响
在固定的用水量的条件下,水灰比小时,会使水泥浆变稠,拌合物流动性较小;若加大水灰比,可使水泥浆变稀,流动性增大,但会使拌合物流浆、离析,影响混凝土的强度。因此,应合理的选择水灰比。水灰比不仅直接影响混凝土的工作性,还对硬化后混凝土的强度、耐久性等性能有着深远影响。
2.3 单位用水量
实践证明,对塌落度影响最大的因素还是单位用水量。增加用水量,流动性增大,但硬化后混凝土会产生较大的孔隙。另外用水量过多,会使新拌混凝土产生分层、泌水现象,反而降低工作性。因此,在保证混凝土强度和耐久性的条件下,应根据混凝土流动性来确定单位用水量。
2.4 砂率
砂率反应了粗细集料的相对比例,它影响混凝土骨料的空隙和总面积。当水泥浆用量一定时,砂率过大,则集料的总表面积增大,砂粒间的摩擦阻力加大,拌合物的流动性减小;砂率过小,拌合物的流动性变小,同时由于砂量不足,也宜导致离析、泌水等现象,影响工作性。因此,砂率有一个合理值。在水泥浆用量一定时,能使新拌混凝土获得最大的流动性,又不离析、不泌水时的砂率,即合理砂率。合理砂率的确定需要综合考虑骨料的级配、水泥浆的用量以及外加剂的使用等因素,通过试验和经验进行优化。
2.5 水泥的品种和集料的性质
水泥品种不同,达到标准时的用水量不同,在其他条件相同的情况下,标准稠度用水量最小的水泥,其混凝土拌合物的流动性较大。粗骨料的颗粒形状,颗粒级配和粒径对混凝土拌合物的工作性有重要的影响。骨料的最大粒径增大,总表面积减小,混凝土的流动性较大。砂的粗细程度对混凝土拌合物的工作性具有重要的影响。在相同砂用量的前提下,细砂的总表面积较大,粗砂的比表面积较小,在浆体量相同的情况下,细砂需要包裹砂粒表面的浆体较粗砂要多,则流动性减小,从而拌合物的工作性变差。另外,骨料的含泥量大小也是影响混凝土拌合物的重要因素,不可忽视。
2.6 外加剂
在混凝土拌合物中加入某些外加剂,可在不增加用水量和水泥用量的情况下,有效的改善混凝土拌合物的工作性。随着混凝土技术水平的发展,外加剂的使用越来越广泛。不同种类的外加剂对混凝土拌合物工作性产生不同影响,在使用时需要根据具体工程需求和混凝土配合比进行选择和调整。
2.7 温度与搅拌时间
温度越高,混凝土拌合物的水分蒸发越快,流动性越小,温度升高 10∘C ,塌落度大约减小 20mm-40mm ,夏季施工时必须注意这一点。另外搅拌时间长短,也会影响混凝土拌合物的工作性。所以规范规定最小搅拌时间为1 - 3min。在高温环境下施工,除了水分蒸发快导致流动性降低外,水泥的水化反应也会加快,进一步影响混凝土的工作性。
2.8 存放时间
搅拌后的混凝土拌合物,随着时间的延长而逐渐变得干稠,坍落度减小,工作性变差。存放时间对混凝土和易性的影响主要表现在混凝土的运输时间、浇筑时间、振捣时间上,运输、浇筑时间较长的工地可以适当提高外加剂用量,提高混凝土初始坍落度。
三、改善新拌混凝土工作性的主要措施
3.1 调节混凝土的组成
在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下,适当调整混凝土配合比以提高工作性。若发现骨料级配不佳,可通过掺加合适粒径的骨料进行调整,也可减少水泥浆的用量。
3.2 掺入各种外加剂
外加剂可以使混凝土拌合物的工作性符合不同的使用要求。在实际工程中,应根据具体需求选择合适的外加剂。如在泵送混凝土施工中,可加入高效减水剂,在不增加用水量的情况下显著提高混凝土的流动性;对于容易出现泌水现象的混凝土,可添加引气剂,改善混凝土的保水性和粘聚性 。同时,要注意外加剂的掺量,不同外加剂之间的相容性也需进行试验验证,避免因外加剂使用不当而影响混凝土的工作性和其他性能 。
3.3 提高振捣机械的效能
由于振捣效能的提高,可降低施工条件对混凝土拌合物的要求。先进的振捣设备能够更有效地使混凝土拌合物中的空气排出,使混凝土更加密实,从而在一定程度上弥补混凝土工作性的不足。此外,合理的振捣方式和振捣时间也非常重要。在振捣过程中,要避免过振和漏振现象,过振可能导致混凝土离析、分层,漏振则会使混凝土出现蜂窝、孔洞等缺陷,影响混凝土的质量和性能 。
3.4 控制原材料质量
严格把控水泥、骨料、外加剂等原材料的质量。对于水泥,要关注其品种、强度等级、标准稠度用水量等指标;骨料要控制其颗粒形状、级配、含泥量、吸水率等;外加剂要确保其质量稳定、性能符合要求。对于外加剂,要选择信誉良好的厂家产品,并按照规定进行检验和存储,防止外加剂在存储过程中变质影响使用效果 。
3.5 优化施工工艺
合理安排混凝土的搅拌、运输、浇筑和振捣等施工环节。搅拌过程中要确保搅拌时间充分,使各组分混合均匀;运输过程中要采取措施减少混凝土的坍落度损失;浇筑时要根据混凝土的工作性选择合适的浇筑方法和浇筑速度;振捣时要严格按照操作规程进行 。在施工过程中,要加强对混凝土工作性的实时监测,根据实际情况及时调整施工工艺参数 。如果发现混凝土的坍落度损失过快,可适当增加外加剂的掺量或者调整运输和浇筑方式 。
3.6 环境控制
针对施工环境的温度、湿度等因素采取相应措施。在高温干燥环境下,可采取降低原材料温度、在施工现场搭建遮阳棚、及时对浇筑后的混凝土进行覆盖保湿养护等措施,减少水分蒸发。在低温环境下,要采取保温措施,防止混凝土受冻,保证混凝土的正常凝结和硬化 。
四、结语
新拌混凝土工作行的影响因素综合为两大块,第一,人为因素,包括材料的选用、配比的准确性以及施工的规范。第二,自然因素,包括温度、降雨等。针对于自然因素我们尽量避开降雨,还有可以通过外加剂来改善混凝土的工作性。而人为因素,我们只有通过加强对拌合站(楼)内操作人员、施工人员和监理人员的技能培训,可通过非工作时间,进行专业培训,使他们增强理论知识和技能水平,从而在施工过程中有效的处理新拌混凝土工作性的问题。在实际工程中,要充分认识到新拌混凝土工作性的重要性,全面分析各种影响因素,并采取针对性的改善措施,以确保混凝土的施工质量和工程的顺利进行 。随着建筑材料技术和施工技术的不断发展,还需要不断探索和研究新的方法和技术,进一步提高新拌混凝土的工作性和混凝土工程的质量 。
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