影響新拌混凝土工作性的因素及改善措施

周娟

(江西交通職業技術學院，江西南昌 330013)

0 引言

眾所周知，水泥混凝土是當代最主要的建筑材料之一，它是由水泥、水、砂、石，以及必要時加入外加劑和摻合料按一定比例配制，經均勻攪拌，密實成型，養護硬化而成的一種人工石材。尚未凝結硬化的混凝土，稱為新拌混凝土或混凝土拌合物。新拌混凝土具有的綜合性能，稱之為工作性(或稱和易性)。工作性好的混凝土可以滿足輸送和澆搗要求的流動性;可以保證不為外力作用產生脆斷的可塑性;可以達到不產生分層、泌水的穩定性;可以具備易于澆搗密致的密實性。因此，工作性是保證混凝土施工質量的關鍵環節之一。

1 工作性的綜合體現

1.1 流動性

流動性是指使新拌混凝土在其自身重力及外力作用下產生的流動，能均勻密實填滿模板的性能。它反映新拌混凝土的稀稠程度和控制混凝土的澆筑質量。

1.2 粘聚性

粘聚性是指保證混凝土在運輸及澆筑過程中具有一定的粘性、整體性和穩定性，不發生各組成材料分層和離析現象的性能。它反映了新拌混凝土的均勻性。

1.3 保水性

保水性是指新拌混凝土在施工過程中具有一定的保持水分不向外逸出的能力，保水性差，拌合物容易泌水，并在混凝土內形成貫通的泌水通道，不但影響混凝土的密實性，降低強度，還會影響混凝土的抗滲性、抗凍性和耐久性。它反映了新拌混凝土的穩定性。混凝土的工作性是一項由流動性、粘聚性和保水性構成的綜合指標體系，各性能之間既相互聯系又存在矛盾。一般情況下，新拌混凝土的流動性若變大，則粘聚性和保水性會變差，反之亦然。因此在實際操作中，宜在流動性基本滿足施工的條件下，力求保證粘聚性和保水性，從而得到工作性滿足要求的混凝土拌合物。

2 影響新拌混凝土工作性的因素

2.1 內因——組成材料

2.1.1 各組成材料的性質

1)水泥。水泥在混凝土中是一種膠凝材料，起著膠結作用。通常加普通水泥的新拌混凝土比加火山灰水泥、礦渣水泥的工作性好。此外，水泥的細度對拌合物的工作性也有很大的影響，在相同用水量情況下水泥的細度越細其新拌混凝土流動性越小，但粘聚性和保水性較好。

2)水。水是混凝土缺一不可的材料。無論是水泥的水化，還是混凝土的硬化成形，以及混凝土后期的養護都離不開水。在混凝土施工過程中所涉及到的水有拌合用水、水化用水、泌出水和養護水四種。規范要求，應不含有影響混凝土正常凝結和硬化的有害雜質、油質和糖類等。自來水或可飲用水一般能符合要求，含有雜質的水可能會對混凝土的某些性能，如凝結時間、強度增長、顏色和長期耐久性能產生影響。

3)砂。砂在混凝土中是一種細集料，起次要骨架作用。優質的混凝土用砂具有高的密實度和小的比表面，既能保證硬化后混凝土的強度、耐久性滿足要求，又能達到在施工中具有適宜的工作性，同時又節約水泥的目的。砂的級配反映大小砂粒的搭配情況，級配影響砂的空隙率的大小，為節約水泥和提高混凝土的密實度，應該使用級配良好的砂以達到最小的空隙率。砂的粗細程度也會影響混凝土的工作性。如用粗砂，拌制混凝土時其內摩阻力較大，保水性差，適宜配制水泥用量多的富混凝土或低流動混凝土;中砂宜先選用以配制不同等級混凝土;細砂，配制的混凝土粘性較大，保水性能好，易插搗成型，但因其比表面積大，使用時宜降低砂率。

4)石。石在混凝土中是一種粗集料，起主要骨架作用。石料的最大粒徑、級配、表面形狀等也在一定程度上影響著混凝土的工作性。新拌混凝土隨著石料最大粒徑的增加，單位用水量相應減少，在固定用水量和水灰比的條件下，加大粒徑，可獲得較好的工作性，或減少水灰比而提高混凝土的強度和耐久性。在結構截面允許的條件下，盡量增大最大粒徑可節約水泥(但需要注意，增大粒徑雖可提高抗壓強度，但會降低抗拉強度)。在選擇石料時，用卵石比用碎石拌制而成的混凝土流動性大;用級配良好的集料比用級配不良的集料拌制而成的混凝土流動性大，粘聚性和保水性較好。

5)外加劑。混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻入用以改善混凝土性質的物質。摻量一般不大于水泥質量的5%。混凝土外加劑品種繁多，改善混凝土拌合物流變性能的主要有減水劑、引氣劑、泵送劑、保水劑等。

6)摻合料。摻合料的種類、品質和摻量會影響新拌混凝土的工作性。混凝土大都摻用粉煤灰等摻合料，如果摻用Ⅰ級粉煤灰，因其含有較多的球形顆粒，能有效地減少用水量，改善新拌混凝土的工作性。在水膠比基本相同的情況下，摻量不同對混凝土拌合物工作性的影響也有所不同。

2.1.2 各組成材料間的比例關系

1)水膠比。水膠比是指混凝土中水的質量與水泥(膠凝材料)質量之比。水膠比可反映水泥漿的稠度。在保持用水量不變的情況下，若增加水泥用量，即水膠比減小時，會使水泥漿變稠，拌合物流動性會較小，而粘聚性和保水性會較好，但當混凝土水泥用量過多時，在一定施工條件下難以密實成型，同時會使混凝土的設計強度達不到預期的要求，而且會浪費過多的水泥，起不到節約水泥的目的。若加入過少的水泥，即加大水膠比，此時過稀的水泥漿導致混凝土拌合物流動性過大，從而會使拌合物流漿、離析，嚴重影響混凝土強度，因此，應合理地選用水膠比。

2)漿集比。漿集比是指水泥漿質量與集料質量(包括砂和石)之比。混凝土拌合物中的水泥漿，除了填充集料間的空隙外，包裹在集料表面并稍有富余，使拌合物有一定的流動性。在水膠比不變的條件下，水泥漿愈多，漿集比越大，則拌合物的流動性越大，但如水泥漿過多，則拌合物的穩定性就會變差，不僅浪費水泥，而且會使拌合物的強度和耐久性降低;若水泥漿用量過少，即漿集比過小時，則不能完全地包裹集料表面及填充其空隙，拌合物宜產生崩塌現象，失去穩定性，因此，拌合物中水泥漿的數量應以滿足流動性為宜。

3)砂率。砂率反映了粗、細集料的相對比例，它影響混凝土中集料的總比表面積和集料間的空隙。一般情況下，在砂石總量不變的情況下，砂率越小的，總比表面積越小，空隙越大，反之亦然。砂率對混凝土拌合物的工作性影響很大，一方面是砂形成的砂漿在粗集料間起潤滑作用，在一定砂率范圍內隨砂率的增大，潤滑作用愈明顯，流動性將提高;另一方面，在砂率增大的同時，集料的總表面積隨之增大，需要潤滑的水分增多，在用水量一定的條件下，拌合物流動性降低，所以當砂率超過一定范圍后，流動性反而隨砂率的增大而降低，另外如果砂率過小，砂漿數量不足會使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低，產生離析和流漿現象。所以，應在用水量和水泥用量不變的情況下，選取保證流動性、粘聚性和保水性的合理砂率。

2.2 外因——施工條件和環境條件

新拌混凝土的工作性在不同的施工、環境條件下往往會發生變化。影響新拌混凝土工作性的施工條件包括攪拌方式、攪拌時間等。GB 50204-2002混凝土結構工程施工質量驗收規范中規定：根據攪拌機的類型和不同容量，規定最少攪拌時間為1 min～3 min。因此用高頻攪拌機比低頻攪拌機的拌合效果要好，用強制式攪拌機比自落式攪拌機的拌合效果要好。

影響新拌混凝土工作性的環境條件包括溫度、濕度、風速。新拌混凝土的流動性會隨著溫度升高、濕度變小、風速變大而減少。

3 改善新拌混凝土工作性的措施

3.1 調整混凝土的材料組成

1)采用適宜的水泥品種和摻合材料。2)改善砂、石的級配，盡量采用連續級配。3)根據流動性、粘聚性和保水性的要求增大或減小砂、石料的粒徑。4)采用合理砂率，盡可能降低砂率，有利于提高混凝土的質量和節約水泥。5)當混凝土拌合物流動性太小時，維持水膠比不變，適當增加水泥漿的用量;當拌合物流動性太大，但粘聚性良好時，可保持砂率不變，適當增加砂、石用量。6)摻加各種外加劑，在拌合物中加入少量外加劑(如減水劑、引氣劑)，能使拌合物在不增加水泥漿用量的條件下，有效地改善混凝土的各種工作性能。

3.2 改進拌合物的施工工藝

1)采用高效率的攪拌設備和振搗設備，既可以改善拌合物的工作性，又可在較小的流動性情況下獲得較高的密實度。2)根據具體的環境條件，盡可能縮短新拌混凝土的運輸時間或摻緩凝劑、流變劑等。

4 結語

新拌混凝土的工作性對混凝土工程施工質量起著舉足輕重的作用，在施工過程中要重視新拌混凝土工作性，能合理地分析其影響工作性的原因，對癥下藥，并加以改善，就能達到滿足規范要求的合格混凝土。

［1］ 張玉林.混凝土和易性的影響因素及測定方法［J］.中國化工貿易，2011(8)：79-80.

［2］ 盧經揚，余素萍.建筑材料［M］.北京：清華大學出版社，2011：85-90.

［3］ 周永新.談對新拌混凝土和易性的分析［J］.中國新技術新產品，2011(9)：189.