第四章__混凝土与砂浆

1、第四章 混凝土与砂浆 CONCRETE AND MORTAR砼（人工石）砼（人工石）4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 和易性和易性 强度强度 变形性变形性 耐久性耐久性4.2.1 新拌早期混凝土的性能新拌早期混凝土的性能 和易性（工作性）和易性（工作性） 凝结时间凝结时间 塑性收缩和塑性沉降塑性收缩和塑性沉降新拌混凝土是指将水泥、砂、石和水新拌混凝土是指将水泥、砂、石和水拌合的尚未凝固时的拌合物。新拌与拌合的尚未凝固时的拌合物。新拌与早期混凝土的性能对结构混凝土强度早期混凝土的性能对结构混凝土强度和耐久性起着决定性的作用。和耐久性起着决定性的作用。一、一、 新拌混凝土的

2、和易性新拌混凝土的和易性 和易性（工作度）和易性（工作度） Workability（一）（一） 概念概念 和易性（工作度）是指新拌混凝土拌合物易和易性（工作度）是指新拌混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、振捣）并能于施工操作（拌合、运输、浇灌、振捣）并能获致质量均匀、成型密实的性能。和易性是一获致质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质。项综合的技术性质。 1.流动性流动性三方面含义三方面含义 2.2.粘聚性粘聚性 3.3.保水性保水性1.流动性流动性指新拌混凝土在自重或机械振动力作用下，指新拌混凝土在自重或机械振动力作用下，克服内部阻力和与模板、钢筋之间的粘性力，克服内部

3、阻力和与模板、钢筋之间的粘性力，易产生流动，易于输送和易于填满模板的性易产生流动，易于输送和易于填满模板的性能。能。对流动性的要求随施工工艺而异；随构件的对流动性的要求随施工工艺而异；随构件的类型和配筋密集程度而异。类型和配筋密集程度而异。流动性的大小取决于混凝土拌合物中用水量流动性的大小取决于混凝土拌合物中用水量或水泥浆含量的多少。或水泥浆含量的多少。2.粘聚性粘聚性 指新拌混凝土在施工过程中维持匀质和指新拌混凝土在施工过程中维持匀质和整体性的能力。包括在运输、浇筑、成型等整体性的能力。包括在运输、浇筑、成型等过程中砂浆与粗骨料不分层离析的性能。过程中砂浆与粗骨料不分层离析的性能。 粘聚性的

4、大小主要取决于细骨料的用量粘聚性的大小主要取决于细骨料的用量以及水泥浆的稠度等。以及水泥浆的稠度等。 3.保水性保水性指新拌混凝土保持水分的能力，在施指新拌混凝土保持水分的能力，在施工过程中不致发生严重泌水的性质。工过程中不致发生严重泌水的性质。保水性差的混凝土拌合物，由于水分保水性差的混凝土拌合物，由于水分的泌出会形成容易透水的孔隙，从而降的泌出会形成容易透水的孔隙，从而降低混凝土的密实性。低混凝土的密实性。（二）和易性（工作度）的测定（二）和易性（工作度）的测定 目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通和易性的测定方法。在

5、工地和试验室，通常是测定拌合物的流动性，并辅以直观经常是测定拌合物的流动性，并辅以直观经验观察评定粘聚性和保水性。验观察评定粘聚性和保水性。 1）坍落度与坍落扩展度法坍落度与坍落扩展度法 （适用于坍落度大于（适用于坍落度大于1010mm的砼的砼) ) （坍落度大于（坍落度大于220220mm用用坍落扩展度法）坍落扩展度法） 2 2）维勃稠度法（）维勃稠度法（VBVB法）法） （适用于干硬性砼（适用于干硬性砼) ) 1.1.流动性测定方法流动性测定方法注：两种方法都只适用于粗骨料最大粒径注：两种方法都只适用于粗骨料最大粒径不大于不大于40mm40mm的新拌混凝土。的新拌混凝土。坍落度测定坍落度测

6、定 坍落度与坍扩度测定坍落度与坍扩度测定 大流动性混凝土（坍落度大于大流动性混凝土（坍落度大于160160）；）； 流动性混凝土（坍落度为流动性混凝土（坍落度为100100150150）；）； 塑性混凝土（坍落度为塑性混凝土（坍落度为50509090）；）； 低塑性混凝土（坍落度为低塑性混凝土（坍落度为10104040）；）； 坍落度值小于坍落度值小于1010的拌合物为干硬性混凝土。的拌合物为干硬性混凝土。混凝土拌合物分类混凝土拌合物分类（根据坍落度大小）（根据坍落度大小） 普通混凝土普通混凝土 高强混凝土高强混凝土维勃稠度测定仪维勃稠度测定仪 2. 粘聚性观察粘聚性观察 轻敲已坍落的拌合物若

7、整体缓慢下沉轻敲已坍落的拌合物若整体缓慢下沉则粘聚性良好，若整体倒塌或部分倒塌或则粘聚性良好，若整体倒塌或部分倒塌或产生离析，则粘聚性不良。产生离析，则粘聚性不良。3. 保水性观察保水性观察 提起坍落度筒后无稀浆或仅有少量稀提起坍落度筒后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则保水性良好。浆自底部析出，则保水性良好。（三）流动性指标的选择（三）流动性指标的选择 施工工艺施工工艺 结构类型结构类型 考虑考虑 构件断面尺寸构件断面尺寸 钢筋疏密钢筋疏密 捣实方法捣实方法 满足施工要求条件下，尽量选用较小流动性，满足施工要求条件下，尽量选用较小流动性，有利于节约水泥，且对硬化后砼性质有利。有利于节约水泥，

8、且对硬化后砼性质有利。 用较大流动性砼，需保证成型密实，不产生用较大流动性砼，需保证成型密实，不产生离析泌水。（如自密实混凝土）离析泌水。（如自密实混凝土）考虑施工工艺选择拌合物的工作度考虑施工工艺选择拌合物的工作度 施工工艺施工工艺 坍落度坍落度(mm)碾压混凝土碾压混凝土 0滑模摊铺混凝土滑模摊铺混凝土 30 50 泵送混凝土泵送混凝土 100 200自密实混凝土自密实混凝土 240 注：本表系采用机械振捣混凝土时的坍落度，采用人工捣实其值可适当增大； 需配制泵送混凝土时，应掺外加剂，坍落度宜为120180。考虑结构种类选择拌合物的工作度考虑结构种类选择拌合物的工作度 现象分析现象分析 混

9、凝土中的蜂窝混凝土中的蜂窝 观察图观察图4-16中混凝土楼面，其中有空洞（俗称蜂窝）。中混凝土楼面，其中有空洞（俗称蜂窝）。 该混凝土是采用该混凝土是采用人工振捣，其混凝土坍落度为人工振捣，其混凝土坍落度为30 mm。请分析混凝土不密实的原因。请分析混凝土不密实的原因。【分析】该混凝土未采用振动器振捣，仅人工振捣，而混凝土【分析】该混凝土未采用振动器振捣，仅人工振捣，而混凝土的坍落度偏低，流动性较差，故易产生蜂窝，应增大混凝土的的坍落度偏低，流动性较差，故易产生蜂窝，应增大混凝土的坍落度，具体按坍落度，具体按GB 50204-2001混凝土结构工程施工质量验混凝土结构工程施工质量验收规范收规范

10、规定进行。实际施工时，混凝土拌和物的坍落度要根规定进行。实际施工时，混凝土拌和物的坍落度要根据构件截面尺寸大小、钢筋疏密和捣实方法来确定。当构件截据构件截面尺寸大小、钢筋疏密和捣实方法来确定。当构件截面尺筋较密，或采用人工捣实时，坍落度可选择大一些。面尺筋较密，或采用人工捣实时，坍落度可选择大一些。 工程实例分析工程实例分析【分析【分析】泵送混凝土要求的坍落度较大，不仅要有较泵送混凝土要求的坍落度较大，不仅要有较大的流动性，而且还要有较好的保水性及粘聚性，才大的流动性，而且还要有较好的保水性及粘聚性，才可保证工程质量。可保证工程质量。 【概况【概况】某高架桥桥台采用泵送混凝土。因该混凝某高架桥

11、桥台采用泵送混凝土。因该混凝土保水性较差，泌水量大，大量水泥稀浆从模板缝土保水性较差，泌水量大，大量水泥稀浆从模板缝中流出，拆模板后可见桥台混凝土集料裸露。中流出，拆模板后可见桥台混凝土集料裸露。 （四）影响和易性的因素（四）影响和易性的因素 水泥浆量水泥浆量 水泥浆稠度水泥浆稠度 砂率砂率 组成材料品种、规格、质量组成材料品种、规格、质量 外加剂和掺合料外加剂和掺合料 时间和温度时间和温度和易性影响因素分析和易性影响因素分析 （）水泥浆的数量（）水泥浆的数量 水泥浆量是指混凝土中水泥及水的总量。混凝土拌合水泥浆量是指混凝土中水泥及水的总量。混凝土拌合物中的水泥浆，赋予混凝土拌合物以一定的流动

12、性。物中的水泥浆，赋予混凝土拌合物以一定的流动性。在水灰比不变的情况下，如果水泥浆越多，则拌合物在水灰比不变的情况下，如果水泥浆越多，则拌合物的流动性越大。但若水泥浆过多，使拌合物的粘聚性的流动性越大。但若水泥浆过多，使拌合物的粘聚性变差。变差。 （）水泥浆的稠度（）水泥浆的稠度水泥浆的稀稠，取决于水灰比的大小。水灰比小，水泥浆的稀稠，取决于水灰比的大小。水灰比小，水泥浆稠，拌合物流动性就小，混凝土拌合物难以水泥浆稠，拌合物流动性就小，混凝土拌合物难以保证密实成型。若水灰比过大，又会造成混凝土拌保证密实成型。若水灰比过大，又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而产生流浆、离析现合物的粘聚性

13、和保水性不良，而产生流浆、离析现象，并严重影响混凝土的强度。象，并严重影响混凝土的强度。和易性影响因素分析和易性影响因素分析 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因素。的因素。当用水量一定时，水泥用量适当变当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减化（增减50501001003 3 ）时，基本上不影）时，基本上不影响混凝土拌合物的流动性，即流动性基本上响混凝土拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变（即保持不变（即固定用水量法则固定用水量法则）。由此可知，）。由此可知，在用水量相同的情况

14、下，采用不同的水灰比在用水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同的混凝土。可配制出流动性相同而强度不同的混凝土。 塑性混凝土用水量可根据骨料的品种与规格及要求塑性混凝土用水量可根据骨料的品种与规格及要求的流动性，参考的流动性，参考p94p94表表4 418)18)选取。选取。 （水灰比：（水灰比：0.40 0.40 0.800.80）注：注：本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用 水量可增加水量可增加5 5 1010，采用粗砂则可减少，采用粗砂则可减少5 51010。 掺用各种外加剂或掺

15、合料时，用水量应相应调整。掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。 工程实例分析工程实例分析【概况【概况】某混凝土搅拌站用的集料含水量波动较大，某混凝土搅拌站用的集料含水量波动较大，其混凝土强度不仅离散程度较大，而且有时会出现其混凝土强度不仅离散程度较大，而且有时会出现卸料及泵送困难，有时又易出现离析现象。请分析卸料及泵送困难，有时又易出现离析现象。请分析原因。原因。 【分析【分析】由于集料，特别是砂的含水量波动较由于集料，特别是砂的含水量波动较大，使实际配比中的加水量随之波动，以致加大，使实际配比中的加水量随之波动，以致加水量不足时混凝土坍落度不足，水量过多时则水量不足时混凝土坍落度不足

16、，水量过多时则坍落度过大，混凝土强度的离散程度亦就较大。坍落度过大，混凝土强度的离散程度亦就较大。当坍落度过大时，易出现离析。若振捣时间过当坍落度过大时，易出现离析。若振捣时间过长坍落度过大，还会造成长坍落度过大，还会造成“过振过振”。 和易性影响因素分析和易性影响因素分析（3 3）砂率）砂率（s s= )= ) 在混合料中，砂是用来填充石子的空隙。在水泥浆一定在混合料中，砂是用来填充石子的空隙。在水泥浆一定的条件下，若砂率过大，则骨料的总表面积及空隙率增的条件下，若砂率过大，则骨料的总表面积及空隙率增大，混凝土混合物就显得干稠，流动性小。如要保持一大，混凝土混合物就显得干稠，流动性小。如要保

17、持一定的流动性，则要多加水泥浆，耗费水泥。若砂率过小，定的流动性，则要多加水泥浆，耗费水泥。若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用，也会降低混合物的流动性，同时会使润滑和填充作用，也会降低混合物的流动性，同时会使粘聚性、保水性变差，使混凝土混合物显得粗涩，粗骨粘聚性、保水性变差，使混凝土混合物显得粗涩，粗骨料离析，水泥浆流失，甚至出现溃散现象。因此，砂率料离析，水泥浆流失，甚至出现溃散现象。因此，砂率既不能过大，也不能过小，应通过试验找出最佳（合理）既不能过大，也不能过小，应通过试验找出最佳（合理）砂率。也可参

18、照砂率。也可参照p94p94表表4-194-19选用。选用。gssmmm+合理（最佳）砂率合理（最佳）砂率指用水量、水泥用量指用水量、水泥用量一定的情况下能使砼拌合物获得最大流动一定的情况下能使砼拌合物获得最大流动性，同时粘聚性、保水性良好的砂率，或性，同时粘聚性、保水性良好的砂率，或者说在坍落度一定时，使拌合物水泥用量者说在坍落度一定时，使拌合物水泥用量最少的砂率。最少的砂率。 合理砂率的确定合理砂率的确定一般需结合工程实际由一般需结合工程实际由试验确定，也可参考试验确定，也可参考p94表表4-19选用。选用。合理砂率的影响因素：合理砂率的影响因素： 砂石粗细与级配、砂石种类、砼水灰比、砂石

19、粗细与级配、砂石种类、砼水灰比、 施工要求的流动性、外加剂等。施工要求的流动性、外加剂等。 砂子越细、石子越粗、级配越好、水灰比砂子越细、石子越粗、级配越好、水灰比越小，则越小，则合理砂率越小合理砂率越小，采用卵石、减水，采用卵石、减水剂、引气剂时剂、引气剂时合理砂率较小合理砂率较小。 （有利于节约水泥，提高流动性）（有利于节约水泥，提高流动性） 注：注：本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率；地减少或增大砂率； 只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大；只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大； 对薄壁构件

20、，砂率取偏大值。对薄壁构件，砂率取偏大值。 ）其他影响因素）其他影响因素 水泥品种，骨料种类，粒形和级配以及外加剂等，都水泥品种，骨料种类，粒形和级配以及外加剂等，都对混凝土拌合物的和易性有一定影响。水泥的标准调对混凝土拌合物的和易性有一定影响。水泥的标准调度用水量大，则拌合物的流动性小。骨料的颗粒较大，度用水量大，则拌合物的流动性小。骨料的颗粒较大，形状圆整，表面光滑及级配较好时，则拌合物的流动形状圆整，表面光滑及级配较好时，则拌合物的流动性较大。此外，在混凝土拌合物中加入外加剂时（如性较大。此外，在混凝土拌合物中加入外加剂时（如减水剂），能显著地改善和易性。减水剂），能显著地改善和易性。

21、混凝土拌合物的和易性还与时间，温度有关。拌合物混凝土拌合物的和易性还与时间，温度有关。拌合物拌制后，随时间延长，流动性减小；温度越高，水分拌制后，随时间延长，流动性减小；温度越高，水分丢失越快，坍落度损失越大。丢失越快，坍落度损失越大。和易性影响因素分析和易性影响因素分析坍落度损失坍落度损失坍落度损失：坍落度损失： 新拌混凝土工作度随时间减小的现象；新拌混凝土工作度随时间减小的现象；怎样改善？怎样改善？加外加剂（如缓凝剂或有防止坍落度损加外加剂（如缓凝剂或有防止坍落度损失功效的高效减水剂）或细掺合料失功效的高效减水剂）或细掺合料高效减水剂的发展高效减水剂的发展第一代：坍落度损失较快（第一代：坍

22、落度损失较快（3045分）；分）；第二代：与缓凝减水剂复合以延缓损失速率第二代：与缓凝减水剂复合以延缓损失速率（90分以上），控制有困难；分以上），控制有困难；第三代：新品种；可保持几小时基本不损失。第三代：新品种；可保持几小时基本不损失。 和易性影响因素重点理解和易性影响因素重点理解:1.混凝土流动性大小的主要决定因素为用水量混凝土流动性大小的主要决定因素为用水量的多少的多少 “固定用水量法则固定用水量法则” W量由所要求的流动性和所用骨料品种与量由所要求的流动性和所用骨料品种与规格选用。规格选用。2. 砂率的影响砂率的影响, 合理（最佳）合理（最佳） 砂率的确定。砂率的确定。 （四（四）改

23、善和易性措施改善和易性措施1、改善流动性措施：、改善流动性措施： 1）选用粗大的砂石及杂质少及级配好的砂石；）选用粗大的砂石及杂质少及级配好的砂石； 2）降低砂率；）降低砂率； 3）上述基础上，保持水灰比不变适当增加水泥浆量；）上述基础上，保持水灰比不变适当增加水泥浆量； 4）掺减水剂或引气剂。）掺减水剂或引气剂。2、改善粘聚性、保水性措施：、改善粘聚性、保水性措施： 1）限制石子最大粒径，选用中砂；）限制石子最大粒径，选用中砂； 2）改善砂石级配，选用连续级配；）改善砂石级配，选用连续级配； 3）适当增加砂率）适当增加砂率 4）掺减水剂或引气剂或掺适量细混合材料。）掺减水剂或引气剂或掺适量细

24、混合材料。 工程实例分析工程实例分析【概况【概况】某混凝土搅拌站原混凝土配方均可生产出性能良好某混凝土搅拌站原混凝土配方均可生产出性能良好的泵送混凝土。后因供应的问题进了一批针片状多的碎石。的泵送混凝土。后因供应的问题进了一批针片状多的碎石。当班技术人员未引起重视，仍按原配方配制混凝土，后发觉当班技术人员未引起重视，仍按原配方配制混凝土，后发觉混凝土坍落度明显下降，难以泵送，临时现场加水泵送。请混凝土坍落度明显下降，难以泵送，临时现场加水泵送。请对此过程予以分析。对此过程予以分析。 【分析【分析】 混凝土坍落度下降的原因。因碎石针片状增多，表面积混凝土坍落度下降的原因。因碎石针片状增多，表面积增大，在其它材料及配方不变的条件下，其坍落度必然下降。增大，在其它材料及配方不变的条件下，其坍落度必然下降。当坍落度下降难以泵送，简单地现场加水虽可解决泵送当坍落度下降难以泵送，简单