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1、混凝土和易性调整探讨,1,目 录,流体力学对混凝土流动性的解释,1,混凝土配合比参数探讨,2,减水剂的作用,3,和易性及常见和易性问题探讨,4,2,第一部分流体力学对混凝土流动性的解释,1.新拌混凝土混合物的流变方程。新拌混凝土的流动性质可以用Bingham模型来进行研究，其流变方程为：,3,第一部分流体力学对混凝土流动性的解释,4,第一部分流体力学对混凝土流动性的解释,5,2新拌混凝土流动性分析新拌混凝土中，骨料颗粒相当于固体粒子，而水泥浆相当于液体，当没有液体时，固体粒子堆积在一起，形成一定数量的空隙。由于固体粒子的相互支撑作用，颗粒不能移动，因此不具流动性，加入液体后，部分液体填充在固体
2、粒子堆积所形成的空隙中，剩余的液体将固体粒子撑开，在颗粒表面形成浆层。由于液体的进入破坏了固体粒子的支撑结构，使颗粒变得自由而可以移动，因而表现出流动性。因此使新拌混凝土表现出流动性的关键在于液体体积必须超过固体粒子堆积的空隙体积（骨料极限体积率）。,第一部分流体力学对混凝土流动性的解释,6,当液体体积继续增加，骨料体积继续减少时，骨料表面的液体层厚度也越大，骨料越自由，流动性进一步提升，但当液体数量继续增加时，新拌混凝土的运动主要是液体的运动，液层厚度的影响减弱，此时流动性主要取决于液体的黏度。,由此，我们可以得到影响混凝土流动性的主要因素是骨料所占的体积率以及液体的粘度。,第一部分流体力学
3、对混凝土流动性的解释,7,3.影响混凝土流动性的主要参数混凝土内部包含了三个液体-骨料的体系：,对于净浆，水是液体，粉料是骨料；,对于砂浆，流动性良好的净浆是液体，砂是骨料；,对于混凝土，流动性良好的砂浆是液体，石头是骨料；,第一部分流体力学对混凝土流动性的解释,8,第一部分流体力学对混凝土流动性的解释,用于评定液体/骨料的体积比例的参数很多，混凝土中常用的有水胶比、砂率、骨料空隙率（级配）、浆骨比、以及还有净浆与砂体积比等参数，由于混凝土材料及性能要求的复杂性这些参数最佳值最终仍然必须通过试配确定，例如这里仅包含流动性而未考虑到稳定性、包裹性等指标，因此当流动性不断提高时，最终会出现液体的粘
4、度降低过多，导致无法带动骨料一起流动，从而产生骨料堆积的不良现象，但对于材料相同的混凝土，在一定调整范围内时上述的趋势是明显的，这也给我们生产过程调整指出了一个方向。,9,第二部分 混凝土配合比参数探讨,新拌混凝土包括四个组成成分：水、粉料、骨料、气体。国外很早就有关于通过调整各部分的体积比来设计混凝土配合比，达到不同强度、工作性和其他性能的目的。这种设计方法认为混凝土各部分所占比例恰当混凝土才会具有良好和易性，这一思路在我国标准中混凝土配合比设计过程中也有体现，如选择了用水量和水胶比后还规定有最低的胶凝材料用量，这实际上就保证了最低的浆体体积。,10,第二部分 混凝土配合比参数探讨,体积法设
5、计的好处是可以避免各材料密度的影响，整个配合比设计的思路可认为是通过鲍罗米公式计算水灰比（同样可以换算为体积比）确定强度，通过计算其他的参数如砂率等来保证各组分之间达到一定的体积比，从而使混凝土具有良好的工作性。,11,第二部分 混凝土配合比参数探讨,空隙率 要实现预期的体积比例，材料的空隙率是一个非常重要的影响因素。,对于上表中的石头，计算37%和40%的空隙率，则该堆石头实际所占体积分别为350*1.37=479.5L和350*1.4=490L，相差10L，若要达到相同体积，40%空隙率的石头只能用977kg,12,第三部分 减水剂的作用,减水剂是调整混凝土流动性的一个重要手段，其作用核心
6、在于吸附，粉体颗粒必须吸附到足够的减水剂分子，才能与水形成隔绝，避免形成絮凝结构，释放出更多的自由水，同时延缓粉体颗粒的水化，达到减水及保塑的作用。,因此要研究减水剂的性能，必须对混凝土中吸附作用进行分析，从实际应用来看，对减水剂吸附作用影响最大的有两方面材料：水泥以及骨料。,13,第三部分 减水剂的作用,1.1 水泥中铝酸三钙的含量水泥中影响水泥与减水剂适应性的主要因素是水泥中的铝酸三钙的含量。经过实验，水泥中铝酸三钙的含量在6%以下水泥与减水剂的适应性较好，反之，水泥中铝酸三钙的含量越高适应性就越差。,减水剂与水泥适应性,14,第三部分 减水剂的作用,1.2 水泥中石膏的种类由于水泥在粉磨
7、过程中要加入一定量的石膏作为缓凝剂。因此，石膏的种类也就成为影响水泥与减水剂适应性的一个重要因素。石膏按其结晶水的含量分为二水石膏 (又称生石膏)、半水石膏 (又称熟石膏或烧石膏)、硬石膏 (又称无水石膏)。石膏的不同形态以及各种工业副产石膏的使用，使得减水剂的使用更需要谨慎。如减水剂选择不当，就有可能变成了速凝剂。,15,第三部分 减水剂的作用,(注：水泥中二水石膏掺入量4%硬石膏掺入量5%),表1 减水剂对不同石膏类型水泥凝结时间的影响,16,第三部分 减水剂的作用,1.3 水泥的粉磨细度,1.4水泥中的碱含量,17,第三部分 减水剂的作用,1.5水泥的温度、存放时间（新鲜度） 相对于存放
8、一定时间的水泥来说，减水剂对新鲜水泥的塑化效果要差一些。这是因为新鲜水泥的正电性较强，对减水剂的吸附能力较大。水泥的温度越高，减水剂对其塑化效果也越差，混凝土坍落度损失也较快。因此，有些商品混凝土生产企业利用刚出磨还未来得及散失掉热量的水泥配制的混凝土往往表现出减水率低、坍落度损失过快，甚至在搅拌机内就异常凝结的现象，应引起高度重视并避免这种现象。,18,第四部分 和易性及常见和易性问题探讨,混凝土在振捣完成前应具有的工作性能。包括以下三个方面的要求：,1.匀质性：经过搅拌后混凝土各组分的均匀程度。（水、浆体、骨料、气体）匀质性不好通常的表现有：泌水；抓底。,2.流动性：混凝土流动、扩展能力流
9、动性不好的通常表现有：混凝土流速慢、流动差；混凝土包裹性差。,3.稳定性：混凝土在时间、外力作用下保持匀质性和流动性的能力。稳定性不佳的常见表现有：混凝土流动性经时损失大；混凝土泵送后流动性损失大。,19,第四部分 和易性及常见和易性问题探讨,常见问题的原因和处理方法：,1.混凝土泌水判断方法：肉眼观察、翻动混凝土，若混凝土静置后表层出现清水，即表示混凝土有泌水现象。可能原因：砂中0.315mm以下颗粒含量太低、胶凝材料用量过低、单方用水量过大、减水剂过量、粉体材料保水性差、减水剂自身保水性差。,调整措施：提高砂率；增加使用极细砂的比例，泵送混凝土用砂0.315mm以 下颗粒不宜低于 20%；
10、适当提高粉料用量，并降低矿渣用量；降低单方用水量，并适度调整减水剂用量；减水剂中引入增稠组分。,20,第四部分 和易性及常见和易性问题探讨,2. 混凝土抓底判断方法：肉眼观察、翻动混凝土，若混凝土表面出现浆体上流，表面石子外露、挖铲吃力且铲起后混凝土底部干燥缺水，混凝土浇注后很短时间内表面即发硬可上人，出现以上现象即表示混凝土出现了抓底现象。可能原因：减水剂过量。调整措施：降低减水剂掺量。,21,第四部分 和易性及常见和易性问题探讨,3.混凝土流动性差判断方法：肉眼观察或进行坍落度/扩展度测量、T50时间测量等，若发现混凝土流速慢、流动差，即表示混凝土流动性差。可能原因：减水剂用量不足、单方用
11、水量不足、骨料级配不好、砂率选择过大。调整措施：增加减水剂用量（按掺量提升）；重新计算配合比中实际用水量，保证用水量准确；通过调整砂率，调整极细砂的比例，增加部分细石等手段来改善骨料级配；,22,第四部分 和易性及常见和易性问题探讨,4.混凝土包裹性不好判断方法：翻动混凝土观察，若出现混凝土骨料外露，无浆体充分包裹的现象即表示混凝土包裹性不好可能原因：砂浆/粗骨料体积比过低，粗骨料粒形单一，砂过粗级配差、细度模数中0.315mm以下比例过小，胶凝材料用量过低。调整措施：适当增加砂率，增加极细砂的比例，及增加部分细石等手段来改善骨料级配；保持水胶比不变 ，同比例增加胶凝材料和水的用量，或增加粉煤
12、灰超量取代部分水泥以提高总胶凝材料用量；使用其他化学增粘剂。,23,第四部分 和易性及常见和易性问题探讨,5. 混凝土经时流动性损失大判断方法：留样一段时间后观察或进行坍落度/扩展度测量、T50时间测量等，若发现混凝土流速、坍落/扩展度发生明显降低的现象即表示混凝土经时流动性损失大。可能原因：减水剂用量不足、减水剂保塑性不佳、单方用水量不足、骨料含泥量过高、砂率选择不合适、减水剂与水泥适应性差、原料温度过高。,调整措施：1) 取样观察混凝土内减水剂掺量是否足够（从流速、表面观感等方面判断），若减水剂掺量不足，必须提高掺量；2)检测骨料含泥量或石粉含量是否超标，若含泥量超标，可复合其他低含泥量的
13、骨料使用，若石粉含量超标，可降低砂率及青砂比例；3)取样观察砂率是否过大，适当降低砂率可减少损失；4)进行水泥与外加剂适应性试验。,24,第四部分 和易性及常见和易性问题探讨,6.混凝土泵送后流动性损失大判断方法：肉眼观察或进行坍落度/扩展度测量、T50时间测量等，若发现混凝土经过泵送后流速慢、流动差，即表示混凝土泵送损失大。可能原因：泵管密封不佳而漏气漏浆、减水剂用量不足、单方用水量不足、骨料压力含水率显著高于常压含水率。,调整措施：取样观察入泵混凝土用水量、减水剂掺量是否足够（从流速、表面观感等方面判断），必须保证入泵混凝土具有良好的入泵工作性，其中流动性应视泵管长度适当提高；检查泵管接头密封是否良好；检测含水率，判断实际用水量是否过低；,25,报告结束，谢谢！,26,
