新拌混凝土的性能-建筑材料

§3.8新拌及早期混凝土的性能

PropertiesofFreshConcreteandConcreteatEarlyAge為什么會(huì)開裂？

土木工程師不僅是建筑材料的使用者，也是建筑材料的生產(chǎn)者。無論是混凝土、鋼材還是保溫材料、防水材料、裝修材料，選用和施工都是決定結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

新拌與早期混凝土的性能——混凝土結(jié)構(gòu)的健康基因，對(duì)其承載能力和使用安全性與耐久性起決定性的作用。綦江橋3.8.1新拌混凝土的性能

工作度Workability1.工作度工作度是新拌混凝土在運(yùn)輸、澆注、振搗和抹面等操作過程性能的綜合體現(xiàn)。

1）流動(dòng)性

2）易密性（搗實(shí)性）

3）穩(wěn)定性或粘聚性1）流動(dòng)性指新拌混凝土在自重或外力作用下，克服內(nèi)部阻力和與模板、鋼筋之間的粘性力，流動(dòng)并填充模型與鋼筋周圍的能力。對(duì)流動(dòng)性的要求隨施工工藝而異；隨構(gòu)件的類型和配筋密集程度而異。模板側(cè)壓力2）易密性新拌混凝土在自重或外力作用下達(dá)到要求的密實(shí)程度的能力。新拌混凝土是一種膠體，表現(xiàn)出明顯的觸變性，在強(qiáng)力振動(dòng)作用下混凝土產(chǎn)生液化，流動(dòng)、填充模板之間的空間并逐漸達(dá)到密實(shí)。振動(dòng)作用停止后，重新變稠的混凝土即使沒有模板的限制也不會(huì)坍塌或變形?；炷涟韬衔锏募羟星惦S時(shí)間增大，逐漸硬化并產(chǎn)生強(qiáng)度。3）穩(wěn)定性或粘聚性

指新拌混凝土維持勻質(zhì)和整體性的能力。包括在運(yùn)輸、澆筑過程中砂漿與粗骨料不離析及澆筑后抵抗泌水與沉降分層的性能。工作度的測(cè)定1）單點(diǎn)試驗(yàn)法——坍落度、VB儀2）兩點(diǎn)試驗(yàn)法——流變儀單點(diǎn)試驗(yàn)法——坍落度試驗(yàn)混凝土拌合物分為：流態(tài)的(坍落度大于80mm)流動(dòng)性的(坍落度為30—80mm)低流動(dòng)性的(坍落度為10－30mm)干硬性的〔坍落度小于10mm)坍落度測(cè)定方法坍落現(xiàn)象坍落度試驗(yàn)僅適用于骨料最大粒徑不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土拌合物。新拌混凝土的粘聚性及保水性粘聚性的檢查方法是用搗棒在已坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，此時(shí)如果錐體逐漸下沉，則表示粘聚性良好，如果錐體倒塌，部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象，則表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌合物中稀漿析出的程度來評(píng)定。坍落度筒提起后如有較多的稀漿從底部析出，錐體部分的混凝土也因失漿而骨料外露，則表明此混凝土拌合物的保水性不好。若無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示此混凝土拌合物保水性良好。

普通混凝土高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)與普通混凝土的坍落度表現(xiàn)差異普通混凝土高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)與普通混凝土的坍落度表現(xiàn)差異坍落度試驗(yàn)簡(jiǎn)單、快速，適用于現(xiàn)場(chǎng)控制混凝土的質(zhì)量波動(dòng)。對(duì)于普通混凝土，屈服應(yīng)力與粘度存在線性相關(guān)關(guān)系，可用單點(diǎn)法的測(cè)定結(jié)果表示其工作性。對(duì)于組成復(fù)雜的高強(qiáng)混凝土，上述相關(guān)關(guān)系不再存在。用坍落度值表示工作度不再準(zhǔn)確。坍落度損失與重塑坍落度損失：新拌混凝土工作度隨時(shí)間減小的現(xiàn)象；如果坍落度保持時(shí)間短于混凝土運(yùn)輸、澆筑和振搗的時(shí)間，則需要對(duì)混凝土拌合物的組成進(jìn)行調(diào)整。重塑：加水使新拌混凝土恢復(fù)工作度的方法。

重塑有什么不好？怎樣保持混凝土的流動(dòng)性？?jī)牲c(diǎn)試驗(yàn)法——流變儀儀器昂貴，操作復(fù)雜，目前僅限于研究使用。ττyHSCNSCγBingham方程：

=

y+

τ兩點(diǎn)試驗(yàn)法G值：使?jié){體開始流動(dòng)所需的最小力值。H值：使?jié){體流動(dòng)速率增加所需克服的阻力。影響工作性的因素用水量和膠凝材料漿體量骨料品種與品質(zhì)砂率外加劑與礦物摻和料拌和條件用水量和膠凝材料漿體量混凝土拌合物流動(dòng)性最敏感的影響因素，還影響其粘度。膠凝材料漿體量需要滿足包裹骨料顆粒并填充空隙的要求?，F(xiàn)在一般固定用水量，通過摻加外加劑調(diào)整流動(dòng)性。骨料品種與品質(zhì)卵石配制的混凝土流動(dòng)性高于用碎石配制的混凝土。級(jí)配好、針片狀顆粒含量少的骨料流動(dòng)性好。砂的細(xì)度模數(shù)小，流動(dòng)性低。存在最佳砂率外加劑與礦物摻和料引氣劑改善拌合物的工作性高效減水劑與水泥存在相容性問題優(yōu)質(zhì)粉煤灰具有提高流動(dòng)性作用礦渣粉。硅灰等會(huì)降低流動(dòng)性高效減水劑的發(fā)展第一代：坍落度損失較快（30~45分）；第二代：與緩凝減水劑復(fù)合以延緩損失速率（90分以上），控制有困難；第三代：新品種；可保持幾小時(shí)基本不損失。3.8.2

拌合物澆筑后的性能1）泌水2）塑性沉降3）塑性收縮與開裂4）含氣量5）凝結(jié)時(shí)間泌水與塑性沉降

20世紀(jì)70年代，日本的樋口芳郎曾做過一個(gè)試驗(yàn)：將坍落度為8cm的拌合物澆注在一透明塑料管內(nèi)，驚奇地發(fā)現(xiàn)在粗骨料下方普遍形成水囊；混凝土硬化后抗彎拉強(qiáng)度明顯下降。骨料水可見泌水內(nèi)泌水哪些因素影響泌水與塑性沉降？它們對(duì)硬化混凝土的性能有什么影響？3.8.2

拌合物澆筑后的性能1）泌水2）塑性沉降3）塑性收縮與開裂4）含氣量5）凝結(jié)時(shí)間塑性收縮與開裂上升到表面的泌水沒有蒸發(fā)的部分或全部還會(huì)被吸回，蒸發(fā)則產(chǎn)生塑性收縮；在骨料下方被阻擋的泌水形成水囊，在混凝土硬化后則形成微裂縫（不可見裂縫）。水灰比較大、泌水較多的拌合物可能產(chǎn)生較大的塑性收縮，水灰比較小的拌合物難以補(bǔ)償表面蒸發(fā)的水分，塑性收縮雖小反而易于出現(xiàn)塑性收縮開裂。塑性收縮裂縫變截面處因沉降引起開裂的示意圖沉降裂縫鋼筋沉降裂縫水囊混凝土表面不同養(yǎng)護(hù)方式1）灑水或布管噴水；2）噴灑養(yǎng)護(hù)劑；3）覆蓋塑料膜、塑料墊、礦棉氈；4）覆蓋濕麻袋、濕草袋；5）圍水浸泡；6）埋設(shè)冷卻水管；7）蒸汽養(yǎng)護(hù)；8）使用飽水多孔骨料。3.8.2

拌合物澆筑后的性能1）泌水2）塑性沉降3）塑性收縮與開裂4）含氣量5）凝結(jié)時(shí)間含氣量

新拌混凝土總含有一定量空氣，是在攪拌過程中帶進(jìn)去的，約占總體積的0.5～2％，稱混凝土含氣量。如果摻有引氣劑組分，含氣量要增大；振搗過程又會(huì)使其損失。根據(jù)波依耳—馬略特定律：

P1V1=P2V2

可以測(cè)定出新拌混凝土的含氣量。

青藏鐵路地處3000米以上高度，測(cè)定的含氣量值與在北京會(huì)有什么差異？3.8.2

拌合物澆筑后的性能1）泌水2）塑性沉降3）塑性收縮與開裂4）含氣量5）凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間用貫入阻力試驗(yàn)測(cè)定：1）初凝時(shí)間—35Kg/cm22）終凝時(shí)間—280Kg/cm2P濕篩砂漿已知面積的壓桿凝結(jié)時(shí)間

與水泥的凝結(jié)時(shí)間含義不同，新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間屬于工程性質(zhì)：1）受到新拌混凝土溫度的影響；2）受到攪拌時(shí)間的影響；3）受到外加劑添加方式的影響。3.8.3.強(qiáng)度增長(zhǎng)與溫度的影響1.澆注與養(yǎng)護(hù)期溫度的影響2.水化溫升的影響3.溫度匹配養(yǎng)護(hù)（TMC）從大壩上鉆取的芯樣和存放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室里同一混凝土的試件相比，兩者的強(qiáng)度相同？或者是哪個(gè)高？哪個(gè)低？養(yǎng)護(hù)溫度的影響水化熱的影響混凝土溫度隨水泥用量增加而上升30℃20℃水化速率加快1倍40℃加快2.4倍混凝土的溫升隨結(jié)構(gòu)物斷面尺寸增大而加劇

英國(guó)Bamforth的試驗(yàn)（在一厚2.5m結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)測(cè)溫）70%硅酸鹽水泥+30%粉煤灰100%硅酸鹽水泥25%硅酸鹽水泥+75%磨細(xì)礦渣硅