影响水泥和易性主要因素研究.doc

天津大学网络教育学院

专科毕业论文

题目：影响水泥和易性的主要因素研究

完成期限：2012年7 月4 日至2012年10 月30 日

学习中心奥鹏杭州直属年级1003

专业建筑工程技术指导教师李振宇

姓名胡利旭学号101701423008

摘要

水泥混凝土是目前建筑工程中用途最广泛、用量最大的建筑材料之一，混凝土的和易性对混凝土工程施工质量起着关键的作用。该文从水泥用量与稠度、砂率、组成材料性质、拌合物拌和、运送、搁置时间及环境温度等多个方面对影响混凝土和易性的影响因素进行分析,提出了保证混凝土和易性的管理措施,强调必须按照规范、严格按照已经确定的混凝土设计配合比施工,才能保证混凝土的和易性及工程的施工质量。

关键词：

新拌混凝土、和易性、影响因素、改善措施

影响水泥和易性的主要因素研究

近年来，随着我国交通、城市等基础设施建设的迅猛发展，混凝土作为一种优良的建筑材料，在土木工程建设中发挥着越来越大的作用，因此混凝土质量控制在各类混凝土结构工程施工中成为关键控制程序。适宜的和易性、稳定而匀质的新拌混凝土、正确的施工和充分的养护，是保证混凝土施工质量的前提。因此，新拌混凝土的和易性控制是整个混凝土施工工序控制中重要的一环，它对于提高硬化后混凝土的强度与混凝土结构工程的耐久性具有极其重要的意义

一、和易性的概念。

新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易程度；粘聚性是指拌合物各组成材料之间不产生分层离析现象；保水性是指拌合物不产生严重的泌水现象。

流动性—指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易于产生流动、易于输送和易于充满混凝土模板地性质。

粘聚性—混凝土拌合物在施工过程中保持整体均匀一致的能力，粘聚性好可保证混凝土拌合物在输送、浇灌、成型等过程中，不发生分层、离析，即保证硬化后混凝土内部结构均匀。

保水性—混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝土拌合物在输送、成型、及凝结过程中，不发生大的或严重的泌水，既可避免由于泌水产生的大量的连通毛细孔隙，又可避免由于泌水，使水在粗骨料和钢筋下部聚积所造成的界面粘结缺陷。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影响。

通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好，或者流动性减小说成和易性变差。良好的和易性既要满足施工的要求，同时也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。

二、和易性的测试和评定。

混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指标，到目前为止全世界尚无能够全面反映混凝土和易性的测定方法，通常通过测定流动性。再辅以其他直观观察或经验综合评定混凝土和易性。对普通混凝土而言，流动性的测定方法最常用的是坍落度法和维勃稠度法。

坍落度检测法：将搅拌好的混凝土分三层依次装入坍落度筒中，每层插捣25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm）代表混凝土的流动性。坍落度越大，则流动性越好。

混凝土拌合物根据坍落度大小分4级（《混凝土质量控制标准》GB50164-92）低塑性混凝土，坍落度10-40mm，塑性混凝土，坍落度50-90mm，流动性混凝土，坍落度100-150mm，大流动性混凝土，坍落度大于160mm

A、粗骨料最大粒径≤40㎜；

B、坍落度≥10㎜。

对于坍落度小于10㎜的干硬性混凝土，坍落度值已不能准确反映其流动性大小。如当两种混凝土坍落度均为零时，但在振捣器作用下的流动性可能完全不同。故一般采用维勃稠度法测定。

维勃稠度法：坍落度法的测试原理是混凝土在自重作用下坍落，而维勃稠度法则是在坍落度筒提起后，施加一个振动外力，测试混凝土在外力作用下完全填满面板所需时间（单位：秒）代表混凝土流动性。时间越短，流动性越好；时间越长，流动性越差。

坍落度的选择原则：实际施工时采用的坍落度大小根据下列条件选择。

○1、构件截面尺寸大小：截面尺寸大，易于振捣成型，坍落度适当小些，反之亦然。

○2、钢筋疏密：钢筋较密，则坍落度选大些，反之亦然。

○3、振捣方式：人工振捣，则坍落度选大些，机械振捣则小些。

○4、运输距离：从搅拌机出口至浇捣现场运输距离较远时，应考虑途中坍落度损失，坍落度宜适当选大些，特别是商品混凝土。

○5、气候条件：气温高、空气相对湿度小时，因水泥水化速度加快及水分挥发加速，坍落度损失大，坍落度损失大，坍落度宜选大些，反之亦然。

一般情况下，坍落度可按表4-11选用。

三、影响新拌水泥混凝土和易性的因素

（一）水泥数量与稠度的影响

混凝土工程施工过程是要求在较小的振动力作用下，使混凝土产生流动，并在最短是时间内充填满一定形状的模板内，这就要求混凝土必须有良好的流动性，为此当混凝土拌合物在自重或外界振动动力的作用下要产生较快的流动，必须克服其内在的阻力，拌合物内在阻力主要来自两个方面，一为骨料间的摩擦力，一为水泥浆与骨料的摩擦力和水泥浆的粘聚力对整个混凝土产生的粘滞力，骨料间摩擦力的大小主要取决于骨料颗粒表面水泥浆层的厚度，亦水泥浆的数量在混凝土单位体

积中的数量，。水泥浆的粘聚力大小主要取决于浆的干稀程度，亦即水泥浆的稠度，而水泥浆的稠度又取决于水灰比的大小。

混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下，水泥浆用量越多，包裹在骨料颗粒表面的浆层就越厚，润滑作用越好，使骨料间摩擦力减小，混凝土拌合物易于流动，于是流动性就大。反之则小。但若水泥浆量过多，这时骨料用量必然减少，就会出现流浆及泌水现象，而且好多消耗水泥。若水泥浆量过少，致使不能填满骨料间的空隙或不够包裹所有骨料表面时，则拌合物会产生崩塌现象，粘聚性变差，由此可知，混凝土拌合物水泥浆用量不能太少，但也不能过多，应以满足拌合物流动性要求为度。

在保持混凝土水泥用量不变的情况下，减少拌合用水量，水泥浆变稠，水泥浆的粘聚力增大，使粘聚性和保水性良好，而流动性变小。增加用水量则情况相反。当混凝土加水过少时，即水灰比过低，不仅流动性太小，粘聚性也因混凝土发涩而变差，在一定施工条件下难以成型密实。但若加水过多，水灰比过大，水泥浆过稀，这时拌合物虽流动性大，但将产生严重的分层离析和泌水现象，并且严重影响混凝土的强度和耐久性。因此，绝不可以单纯以加水的方法来增加流动性。而应采取在保持水灰比不变的条件下，以增加水泥浆量的办法来调整拌合物的流动性。

水能载舟，也能覆舟，没有水混凝土将不能进行拌合生产，水泥不能形成水化，水泥没有用武之地，混凝土不会硬化成型。水分蒸发后，会在混凝土中留下与水占据空间同体积的空洞。因而混凝土生产用水量的大小与混凝土成型后水分蒸发留下空洞大小基本一致的，混凝土空洞是混凝土生产的必然产物，而空洞的多少影响着混凝土的密实度和外观，从而有影响到混凝土的强度，对建筑物的质量与美观至关重要。以上讨论可以明确，无论是水泥数量的影响，还是水泥稠度的影响，影响混凝土拌合物和易性的决定性因素实际都是水的影响。因此，混凝土的生产是无水不成，水多不能，采取科学的经济用水量，是设计和生产优质、经济、美观、使用的混凝土的关键。

（二）组成材料性质的影响

1、水泥特性的影响

水泥的品种、矿物组成以及混合材料的掺加量等因素会影响到需水量，不同的水泥品种达到标准稠度的需水量不同，所以不同品种的水泥制成的拌和物的和易性不同。普通水泥的混凝土拌和物比矿渣水泥和火山灰水泥拌和物的和易性好。矿渣水泥拌和物的流动性虽然大，但粘聚性差，容易泌水离析；火山灰水泥流动性小，但粘聚性好。此外，水泥细度对水泥混凝土拌和物的和易性也有影响，提高水泥的细度可以改善拌和物的粘聚性和保水性，减少泌水、离析现象。

2、骨料性质的影响

骨料性质指混凝土所用骨料的品种、级配、颗粒粗细及表面形状等。在混凝土骨料用量一定的情况下，采用卵石和河沙拌制的混凝土拌合物，其流动性比碎石和

山砂拌制的好。用级配好的骨料拌制的混凝土拌合物和水性好，用细砂拌制的混凝土拌合物的流动性较差，但粘聚性和保水性好。

3、水灰比的影响

水灰比较小，则水泥浆干稠，水泥混凝土的拌和物流动性过低。当水灰比小于某一极限以下时，在一定施工方法下就难以保证密实成型；反之，水灰比较大，水泥浆就稀。拌和物的流动性虽然较大，但保水性和粘聚性就变差，当水灰比大于某一极限时将产生泌水、离析现象，会严重影响混凝土的强度。故水灰比的大小应根据混凝土强度和耐久性要求进行合理选用。

4、外加剂的影响

影响混凝土拌合物的和易性的决定因素是水，混凝土强度的决定因素是水灰比，因此，合理的水灰比，较少的用水量，对混凝土的强度质量至关重要。要想在较少的用水量中配制出和易性较好的混凝土来，这是一项比较难解决的矛盾。因此人们在寻找让少量的水来发挥较多水的作用途径，目前主要是在混凝土拌合用水中掺加表面活性剂，降低水的表面张力，使水与水泥的亲和力增加，水泥浆更容易充分分散，均匀的分布在粗骨料的表面，从而降低了粗骨料之间的摩擦力，使混凝土的和易性变好，特别是阳离子型的表面和性剂，更能增加水泥浆与粗骨料之间的吸附型和粘结力，可使混凝土的粘聚性和保水性及强度有所提高，这就是在混凝土拌合物中掺入减水剂或引气剂的目的。明显改善并提高了混凝土的流动性、和易性。引气剂还可以有效的改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性，二者还分别对硬化混凝土的强度与耐久性起着十分有利的作用。

（三）砂率的影响

砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分比。

砂率是表示混凝土中砂子与石子二者的组合关系，砂率的变动，会使骨料的总表面积空隙率发生很大的变化，因而影响混凝土拌合物的和易性的变化。当砂率过大时，骨料的总表面积和空隙率均增大，当混凝土中水泥浆量一定的情况下，骨料颗粒表面积将相对减薄，拌合物就显得干稠，流动性就变小，如果保持流动性不变，则需增加水泥浆，就要多耗水泥，反之，若砂率过小，拌合物中显得石子多而砂子过少，形成的砂浆量不足以包裹石子表面，并不能填满石子间空隙，在石子间没有足够砂浆润滑层时，不但会降低混凝土拌合物的流动性，而且会严重影响其粘聚性和保水性，使混凝土产生骨料离析、水泥浆流失，甚至出现崩散现象，给施工造成不便，混凝土成型困难，生产出来的混凝土成型畸屈，外观缺陷，强度不足。

由上可知，在配置混凝土时，砂率不能过大，也不能太小，因该选用合理的砂率值。所谓合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性能良好的，密实度最大，强度符合配合比要求的砂率值。

（四）拌和物存放时间及环境的影响

存放时间延长，会使水分蒸发，坍落度下降；环境温度升高，水分蒸发及水化反应加快，相应坍落度下降；同样，风速和湿度因素也会影响拌和物水分的蒸发，因而影响坍落度；

混凝土拌合物的拌和时间应根据所用机械设备的不同来确定，或根据拌和试验确定，拌合的时间不足混凝土拌合物会不均匀，且干稠，塌落度变小，流动性不满足施工的要求，影响混凝土的强度和外观质量。拌合时间也不宜过长，虽流动性较好，但会引起混凝土骨料的离析，同样影响混凝土的强度和外观质量。

混凝土拌合物一般不得静止搁置，随着时间的延长会变得越来越干稠，塌落度将逐渐减小，这是由于拌合物中的一些水分逐渐被骨料吸收和被蒸发，以及水泥的水化与凝聚等作用造成，故混凝土拌合物的运输，要求使用专用的、可使混凝土不断进行搅拌的车辆，以防止震动发生沉积结块，影响工地施工。

混凝土拌合物的和易性还受温度的影响，温度高时混凝土水分蒸发及水泥的化学反应将进行的更快，塌落度损失的也更快，所以在合理选择用水量时，为保证一定的和易性，还要考虑环境温度的高低。

（五）施工工艺的影响

同样的配合比设计，机械拌和的坍落度大于人工拌和的坍落度，且搅拌时间相对越长，则坍落度越大。

四、改善新拌水泥混凝土和易性的措施

在建筑施工当中我们可以看到或参与一些混凝土浇筑作业，如隐蔽工程（钻孔灌注桩）、桩间系梁（承台）、墩柱、盖梁以及梁体混凝土作业，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。当流动性较大时，施工人员采取在返场或在监督人员不注意的情况下直接进行浇筑；然而流动性较小时，施工人员采取在混凝土运输车搅拌罐里面加水的措施，然后以搅拌罐转动的方式完成搅拌作业，他们增大混凝土流动性的目的在于便于振捣或浇筑。对于这种情况我们应及时制止，因为他们的做法严重影响了混凝土的工作行，往往会造成混凝土分层、泌水，甚至发生离析现象。从而造成工程经济损失或出现工程质量问题。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。

（一）采用合理砂率

合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使水泥混凝土拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性良好时的砂率值。或指混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性及保水性，而水泥用量为最少时的砂率值。

（二）改善砂、石的级配

具有优良级配的水泥混凝土拌和物具有较好的和易性。集料的最大粒径相对增大，可使集料的总表面积小，拌和物的和易性也随之改善。

（三）调整水泥浆用量

当拌和物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加适量的水泥浆；当拌和物坍落度太大时，保持砂率不变，增加适量的砂石

（四）掺加各种外加剂

外加剂(如减水剂、流化剂等)对混凝土的和易性有很大的影响。少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的条件下，获得良好的和易性。不仅流动性显著增加，而且还有效地改善拌合物的粘聚性和保水性，同时能提高混凝土的强度和耐久性。

（五）提高振捣机械的效能

由于振捣效能提高，可降低施工条件对混凝土拌和物和易性的要求，因而保持原有和易性能达到捣实的效果。

五、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。针对于以上两大因素，我们可采取以下措施，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，我们只有一批精干的施工和技术人员，才能使工程最优。

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