影響混凝土工作性能的因素

張 曉

(山西交通科學(xué)研究院集團(tuán)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獲得質(zhì)量均勻，成型密實(shí)的性能。混凝土的工作性又叫做混凝土的和易性，主要包括流動性、粘聚性和保水性，所以當(dāng)混凝土的工作性能不好時(shí)，我們可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對這幾點(diǎn)具體分析。流動性一般用塌落度表示，塌落度越大，流動性越好；黏聚性是混凝土原材之間的連接力，不至于施工振搗時(shí)產(chǎn)生離析的現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物具有一定保持內(nèi)部水的能力，不至于水化反應(yīng)不充分而降低混凝土強(qiáng)度。所以這三者與混凝土的工作性密不可分，我們要保證這三點(diǎn)在施工中的規(guī)范與要求。

2 橋涵工程施工中存在的問題

在橋涵結(jié)構(gòu)施工當(dāng)中，很多結(jié)構(gòu)都需要我們現(xiàn)場進(jìn)行澆筑，如果施工戰(zhàn)線過程，混凝土在運(yùn)輸過程中因天氣等變化，對混凝土的工作性有一定影響，不便于施工。如在鉆孔樁施工過程中，我們要嚴(yán)格控制好坍落度，既要有流動性又不能因?yàn)榱鲃有赃^大引起骨料分離導(dǎo)致導(dǎo)管被卡，混凝土無法繼續(xù)澆筑，或因時(shí)間耽擱太長而引起斷樁，塌孔的現(xiàn)象，從而造成工程經(jīng)濟(jì)損失或出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。或者在蓋梁或橋面施工中，振搗棒剛開始工作，而引起離析或者跑漿的現(xiàn)象，水泥漿流出，將降低混凝土的標(biāo)號，影響混凝土的強(qiáng)度。這是混凝土粘聚性不足，骨料之間連接不緊密或者坍落度過大所引起的，這將會為我們現(xiàn)場施工帶來諸多不便。如何增加混凝土的工作性能，接下來我們簡要分析。

3 影響混凝土工作性能因素

3.1 原材料的影響

(1)水泥

水泥對混凝土的工作性能主要體現(xiàn)為水泥的品種及細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量等試驗(yàn)指標(biāo)。不同品種的水泥在相同質(zhì)量下吸收用水量不同。相同質(zhì)量的水泥顆粒逾細(xì)則表面積逾大，需要蓄水量越大，水化反應(yīng)發(fā)生的越快，混凝土發(fā)生的效果也就越明顯。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是指水泥拌制成特定的塑性狀態(tài)所需的用水量。用水量大的水泥吸水性強(qiáng)，在水灰比相同的條件下，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大的水泥制成的水泥漿較稠，流動性小，相反，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小的水泥則流動性大，所以在我們橋涵結(jié)構(gòu)施工前，根據(jù)不同的使用部位，控制不同的流動性，控制不同的水灰比。

(2)集料

集料對水泥混凝土工作性的影響主要體現(xiàn)在集料的級配、最大粒徑、形狀等。集料分為粗集料(碎石)和細(xì)集料(中砂)兩種。粒徑較大的碎石分為鄂破，錘破和反擊破，在等級較高的橋涵結(jié)構(gòu)中我們需要用到反擊破，反擊破為表面光滑、形狀較圓、少棱角的碎石，通常我們現(xiàn)在用兩種或兩種以上按照一定比例的配制而成的粒徑所組成的合成級配攪拌而成的混凝土，這樣更能增加混凝土的流動性，砂子分為細(xì)砂，中砂和粗砂，砂子作為骨料和水泥之間的填充物將嚴(yán)重影響混凝土的工作性，所以在選擇砂子的情況下，要保證密實(shí)性，流動性又不能降低混凝土的強(qiáng)度。

3.2 外加劑的影響

在混凝土拌合物中加入某些外加劑，可在不增加用水量和水泥用量的情況下，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，我們需要摻加不同的外加劑，并且放入不同的摻量。例如，當(dāng)我們澆筑鉆孔樁混凝土的時(shí)候，我們要摻加適量的緩凝減水劑，減少長途運(yùn)距造成的坍損值，嚴(yán)格控制好坍落度，也避免因?yàn)榛炷猎缙谏蠌?qiáng)度影響混凝土的流動性，從而減少樁基在混凝土灌注施工過程中遇到的各種問題而造成沒必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3.3 砂率的影響

砂率是細(xì)集料占粗集料和細(xì)集料的比例。細(xì)集料是填充粗集料和水泥漿的重要組成。當(dāng)水泥漿用量一定時(shí)，砂率過大，也就是細(xì)集料越多的情況下，則細(xì)集料的總表面積增大，包裹細(xì)集料的水泥漿層則變薄，細(xì)集料與粗集料的連接作用也將減弱，粗細(xì)集料間的摩擦阻力將加大，這樣拌合物的流動性減小;砂率過小，也就是細(xì)集料變少的情況下，則細(xì)集料的表面積減小，但填充粗集料之間孔隙的變少且包裹在石子表面的水泥砂漿層變薄，拌合物的流動性也將變小，同時(shí)由于細(xì)集料不足，也宜導(dǎo)致離析、泌水等現(xiàn)象，影響工作性。因此，砂率有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值和合理值。在水泥漿用量一定時(shí)，能使新拌混凝土獲得最大的流動性，又不離析、不泌水時(shí)的砂率，即為合理砂率。

3.4 水灰比的影響

水灰比是水占水泥的比例。在用水量固定的條件下，水灰比小時(shí)，就是水泥用量過大，會使水泥漿變稠，混凝土拌合物流動性將變小;若水灰比大時(shí)，就是水泥用量減小，會使水泥漿變稀，混凝土拌合物流動性將變大，但由于粘聚性不足，會導(dǎo)致混凝土拌合物出現(xiàn)跑漿、離析的現(xiàn)象，影響混凝土的強(qiáng)度。因此，應(yīng)通過多次配比驗(yàn)證合理的選擇水灰比。

3.5 單位用水量

單位用水量是單位體積的混凝土的蓄水量。對于橋涵施工的混凝土不同的部位要求不同的坍落度從而便于施工但又不影響混凝土強(qiáng)度。對塌落度影響最大的因素還是單位用水量。用水量增加，混凝土的流動性增大，但用水量過大，又會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水化熱反應(yīng)之后而多余的水量難以排出，尤其在東北地區(qū)經(jīng)過一年四季的凍融循環(huán)，混凝土?xí)膬?nèi)部開裂，而影響混凝土的強(qiáng)度和使用壽命。另外用水量過多，會導(dǎo)致新拌混凝土可能產(chǎn)生分層、泌水、離析的現(xiàn)象，反而降低工作性。用水量減少，混凝土的流動性減弱，另外可能導(dǎo)致水泥不能充分與水發(fā)生水化反應(yīng)而降低混凝土的強(qiáng)度。因此，在保證混凝土強(qiáng)度和耐久性的條件下，應(yīng)根據(jù)混凝土流動性和不同使用部位的坍落度確定單位用水量。

3.6 水泥漿的數(shù)量

單位體積混凝土的水泥漿比例。水泥漿在混凝土結(jié)構(gòu)中起到包裹集料和填充連接集料的作用，從而使拌合物具有一定的流動性。在水灰比一定的條件下，水泥漿越多，流動性越大，但如水泥漿過多，集料則相對減少，將出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，拌合物的穩(wěn)定性較差，這樣不但會對水泥造成沒必要的浪費(fèi)，而且會使拌合物的強(qiáng)度和耐久性降低，減少混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命;若水泥漿用量過少，則無法很好的包裹集料表面及填充其空隙，而引起骨料之間粘聚力不足，在施工振搗過程中易發(fā)生骨料分離，跑漿的現(xiàn)象。因此，拌合物中的水泥漿數(shù)量應(yīng)滿足流動性為宜。

3.7 溫度與攪拌時(shí)間

溫度對于混凝土的工作性有極大影響，溫度越低，水泥和水發(fā)生水化熱反應(yīng)減慢，拌合物的工作性降低。溫度越高，混凝土拌合物的水分蒸發(fā)越快，流動性減小，尤其是夏季施工，溫度過高，混凝土在運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的過程中坍落度損失變大，流動性會變差。另外攪拌時(shí)間長短，也會影響混凝土拌合物的工作性，若攪拌時(shí)間不足，水和水泥沒完全發(fā)生水化反應(yīng)，拌合物的工作性就越差，質(zhì)量也不均勻。所以混凝土的攪拌時(shí)間應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。所以我們要控制好溫度和攪拌時(shí)間。

4 改善混凝土工作性的主要措施

(1)存放場所搭設(shè)防雨棚，周邊有良好的排水措施，防止料堆底部積水，使砂、石的含水率穩(wěn)定。

(2)嚴(yán)格按照配合比拌制混凝土。經(jīng)常對拌合機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng)檢修，確保拌合機(jī)隨時(shí)處于最佳狀態(tài)，保證拌合過程中配料計(jì)量的準(zhǔn)確并且要用受到專業(yè)培訓(xùn)的攪拌手操作。

(3)對于原材料的進(jìn)場進(jìn)行嚴(yán)格的檢測工作，符合相應(yīng)的規(guī)范要求才能允許使用。

5 結(jié) 語

橋涵結(jié)構(gòu)是公路工程組成不可或缺的一部分，橋涵混凝土施工是橋涵的重要組成，有效的減少混凝土在橋涵施工中所帶來的的影響，將會使橋涵工程進(jìn)展的更加順利。