影响混凝土工作性能的因素

2020-01-11张晓

黑龙江交通科技 2020年2期

张晓

(山西交通科学研究院集团有限公司，山西太原 030000)

1 混凝土的工作性

混凝土的工作性是指混凝土拌合物易于施工操作并获得质量均匀，成型密实的性能。混凝土的工作性又叫做混凝土的和易性，主要包括流动性、粘聚性和保水性，所以当混凝土的工作性能不好时，我们可以根据经验对这几点具体分析。流动性一般用塌落度表示，塌落度越大，流动性越好；黏聚性是混凝土原材之间的连接力，不至于施工振捣时产生离析的现象。保水性是指混凝土拌合物具有一定保持内部水的能力，不至于水化反应不充分而降低混凝土强度。所以这三者与混凝土的工作性密不可分，我们要保证这三点在施工中的规范与要求。

2 桥涵工程施工中存在的问题

在桥涵结构施工当中，很多结构都需要我们现场进行浇筑，如果施工战线过程，混凝土在运输过程中因天气等变化，对混凝土的工作性有一定影响，不便于施工。如在钻孔桩施工过程中，我们要严格控制好坍落度，既要有流动性又不能因为流动性过大引起骨料分离导致导管被卡，混凝土无法继续浇筑，或因时间耽搁太长而引起断桩，塌孔的现象，从而造成工程经济损失或出现工程质量问题。或者在盖梁或桥面施工中，振捣棒刚开始工作，而引起离析或者跑浆的现象，水泥浆流出，将降低混凝土的标号，影响混凝土的强度。这是混凝土粘聚性不足，骨料之间连接不紧密或者坍落度过大所引起的，这将会为我们现场施工带来诸多不便。如何增加混凝土的工作性能，接下来我们简要分析。

3 影响混凝土工作性能因素

3.1 原材料的影响

(1)水泥

水泥对混凝土的工作性能主要体现为水泥的品种及细度、标准稠度用水量等试验指标。不同品种的水泥在相同质量下吸收用水量不同。相同质量的水泥颗粒逾细则表面积逾大，需要蓄水量越大，水化反应发生的越快，混凝土发生的效果也就越明显。标准稠度用水量是指水泥拌制成特定的塑性状态所需的用水量。用水量大的水泥吸水性强，在水灰比相同的条件下，标准稠度用水量大的水泥制成的水泥浆较稠，流动性小，相反，标准稠度用水量小的水泥则流动性大，所以在我们桥涵结构施工前，根据不同的使用部位，控制不同的流动性，控制不同的水灰比。

(2)集料

集料对水泥混凝土工作性的影响主要体现在集料的级配、最大粒径、形状等。集料分为粗集料(碎石)和细集料(中砂)两种。粒径较大的碎石分为鄂破，锤破和反击破，在等级较高的桥涵结构中我们需要用到反击破，反击破为表面光滑、形状较圆、少棱角的碎石，通常我们现在用两种或两种以上按照一定比例的配制而成的粒径所组成的合成级配搅拌而成的混凝土，这样更能增加混凝土的流动性，砂子分为细砂，中砂和粗砂，砂子作为骨料和水泥之间的填充物将严重影响混凝土的工作性，所以在选择砂子的情况下，要保证密实性，流动性又不能降低混凝土的强度。

3.2 外加剂的影响

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。不同使用部位的混凝土，我们需要掺加不同的外加剂，并且放入不同的掺量。例如，当我们浇筑钻孔桩混凝土的时候，我们要掺加适量的缓凝减水剂，减少长途运距造成的坍损值，严格控制好坍落度，也避免因为混凝土早期上强度影响混凝土的流动性，从而减少桩基在混凝土灌注施工过程中遇到的各种问题而造成没必要的经济损失。

3.3 砂率的影响

砂率是细集料占粗集料和细集料的比例。细集料是填充粗集料和水泥浆的重要组成。当水泥浆用量一定时，砂率过大，也就是细集料越多的情况下，则细集料的总表面积增大，包裹细集料的水泥浆层则变薄，细集料与粗集料的连接作用也将减弱，粗细集料间的摩擦阻力将加大，这样拌合物的流动性减小;砂率过小，也就是细集料变少的情况下，则细集料的表面积减小，但填充粗集料之间孔隙的变少且包裹在石子表面的水泥砂浆层变薄，拌合物的流动性也将变小，同时由于细集料不足，也宜导致离析、泌水等现象，影响工作性。因此，砂率有一个经验值和合理值。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，即为合理砂率。

3.4 水灰比的影响

水灰比是水占水泥的比例。在用水量固定的条件下，水灰比小时，就是水泥用量过大，会使水泥浆变稠，混凝土拌合物流动性将变小;若水灰比大时，就是水泥用量减小，会使水泥浆变稀，混凝土拌合物流动性将变大，但由于粘聚性不足，会导致混凝土拌合物出现跑浆、离析的现象，影响混凝土的强度。因此，应通过多次配比验证合理的选择水灰比。

3.5 单位用水量

单位用水量是单位体积的混凝土的蓄水量。对于桥涵施工的混凝土不同的部位要求不同的坍落度从而便于施工但又不影响混凝土强度。对塌落度影响最大的因素还是单位用水量。用水量增加，混凝土的流动性增大，但用水量过大，又会导致混凝土内部水化热反应之后而多余的水量难以排出，尤其在东北地区经过一年四季的冻融循环，混凝土会从内部开裂，而影响混凝土的强度和使用寿命。另外用水量过多，会导致新拌混凝土可能产生分层、泌水、离析的现象，反而降低工作性。用水量减少，混凝土的流动性减弱，另外可能导致水泥不能充分与水发生水化反应而降低混凝土的强度。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和不同使用部位的坍落度确定单位用水量。

3.6 水泥浆的数量

单位体积混凝土的水泥浆比例。水泥浆在混凝土结构中起到包裹集料和填充连接集料的作用，从而使拌合物具有一定的流动性。在水灰比一定的条件下，水泥浆越多，流动性越大，但如水泥浆过多，集料则相对减少，将出现流浆现象，拌合物的稳定性较差，这样不但会对水泥造成没必要的浪费，而且会使拌合物的强度和耐久性降低，减少混凝土结构的使用寿命;若水泥浆用量过少，则无法很好的包裹集料表面及填充其空隙，而引起骨料之间粘聚力不足，在施工振捣过程中易发生骨料分离，跑浆的现象。因此，拌合物中的水泥浆数量应满足流动性为宜。

3.7 温度与搅拌时间

温度对于混凝土的工作性有极大影响，温度越低，水泥和水发生水化热反应减慢，拌合物的工作性降低。温度越高，混凝土拌合物的水分蒸发越快，流动性减小，尤其是夏季施工，温度过高，混凝土在运输到施工现场的过程中坍落度损失变大，流动性会变差。另外搅拌时间长短，也会影响混凝土拌合物的工作性，若搅拌时间不足，水和水泥没完全发生水化反应，拌合物的工作性就越差，质量也不均匀。所以混凝土的搅拌时间应符合规范规定。所以我们要控制好温度和搅拌时间。