新拌混凝土工作性调整ppt课件

1、新拌混凝土任务性的调整新拌混凝土任务性的调整陈建奎陈建奎北京工业大学北京工业大学 教授教授前言 现代混凝土的根本要求是“高性能、高早强加强和高耐久性。其中，任务性放在首位是由于新拌混凝土的任务性好坏决议混凝土能否进展施工感应。而硬化混凝土出现质量问题绝大部分是由于新拌混凝土存在缺陷呵斥的。 现代混凝土施工工艺应包括集中搅拌、远间隔运输、泵送、振捣或不振捣。自密实自流平或水下浇筑等。混凝土的任务性必需满足施工工艺要求才干实现高效施工、保证工程质量。 任务性是一个综合性目的并且可经过复合超塑化剂配方设计和配合比全计算法设计进展计算和调整得到任务性好的混凝土，遗憾的是目前大部分“专家并不掌握这“两个

2、设计。 一一.新拌混凝土任务性的涵义新拌混凝土任务性的涵义 二二.坍落度及坍落度损失坍落度及坍落度损失 三三.泌水、离析和泌水、离析和“滞后泌水滞后泌水 四四.新拌混凝土的填充性能新拌混凝土的填充性能 五五.水泥顺应性水泥顺应性 一、新拌混凝土任务性的涵义一、新拌混凝土任务性的涵义 新拌混凝土的质量取决于和易性和匀质性，它应满足混合，保送，浇筑的要求。任务性能定义为得到完全密实产物所需的功。混凝土的流变学行为可以用流变学术语：水泥浆的塑性和粘弹性描画。任务性的情况决议混凝土能否运用。 混凝土必需满足所需的任务性要求，任务性好的混凝土不应该产生过度的泌水或离析。任务性应包括：流动性，填充性，黏聚

3、性和振实性。影响任务性的要素包括：用水量、浆体和集料用量，水泥浆的塑性，集料的最大尺寸和他们的外形和外表特性。掺外加剂，如塑化剂和引气剂可以改善任务性。任务性的丈量方法 (1)稠度 (2)坍落度和坍落分散度 (3)密实因数实验 (4)球体贯入实验 (5)Vebe实验 (6)流动度测定仪 (7)漏斗实验 一切这些任务性实验，他们之间没有可比性。到目前为止没有理想的实验任务性的方法。 新拌混凝土任务性要素的分析 FLC和HPC的任务性应满足现代混凝土施工工艺的要求，即： (1)大坍落度及坍落度损失小； (2)泌水小，抗离析，均匀性好； (3)可泵性好； (4)填充性好。 只需将混凝土配合比设计与C

4、PS配方设计结合才干获得最正确技术效果。HPC和FLC新拌混凝土任务性要素的分析可以以为复合超塑化剂CSP的配方设计时应处理三个主要矛盾： (1)大坍落度与坍落度损失的矛盾； (2)变形才干与抗离析性的矛盾； (3)流动性与粘聚性的矛盾。二、新拌混凝土坍落度损失二、新拌混凝土坍落度损失 在配制流态混凝土、商品混凝土、泵送混凝土和高性能混凝土时，为了满足施工工艺要求必需控制新拌混凝土的坍落度损失。主要控制初始坍落度和入泵前的坍落度，这二者之间是运输时间或工艺过程的要求。 坍落度损失快时不能满足施工工艺的要求。假设初始坍落度较大(20cm)，同时要求坍落度不损失，这样会使混凝土凝结较慢、拌合物长时

5、间坚持大流动形状容易呵斥泌水和离析或使外表产生干缩裂痕。因此对于流态混凝土是根据施工工艺的要求控制坍落度损失，而不是坍落度不损失或损失越慢越好。由于对于泵送和浇筑工艺的混凝土以坍落度为15cm18cm更有利。现将不同类型的混凝土所要求的初始坍落度列入表1。 表表- 1 各种混凝土所要的坍落度各种混凝土所要的坍落度混凝土类型大流动砼泵送砼流态砼高性能砼自密实砼初始坍落度（cm）12151518182218222224影响流态混凝土坍落度损失的要素包括： (1)水泥的矿物组成； (2)游离水分的含量； (3)混合材和矿物细掺料的种类和掺量； (4)混凝土的配合比和强度等级； (5)环境要素的影响。

6、1.水泥的成分对坍落度损失的影响 水泥矿物组成、特别是C3A和C3S的含量，含碱量，混合材种类和掺量，石膏的方式和掺量，以及水泥粒子的形貌、颗粒分布和比外表积等都会影响坍落度损失的速度。其根本规律是： (1)含C3A高( 8%)、碱含量高( 1%)、比外表高的水泥使坍落度损失速度加快。 (2)掺硬石膏作调凝剂的水泥、或在水泥粉磨过程中使部分二水石膏转变成半水石膏或无水石膏以及三氧化硫含量缺乏时，使坍落度损失难以控制或损失较快。 (3)水泥中含活性大或需水量比大的混合材使坍落度损失较快，反之那么损失较小(如石灰石粉、矿渣及粉煤灰等)。 (4)水泥的形貌、颗粒组成及分布不合理(指磨机类型和粉磨工艺

7、)使坍落度损失较快。 (5)出厂温度较高的水泥(指散装水泥)使坍落度损失较快。2 游离水分的含量 水泥浆体中存在结合水、吸附水和游离水，游离水的存在使浆体具有一定的流动性。这三种水分的比例在水泥水化过程中是变化的。水泥加水后、C3A开场水化、耗费大量水分产生化学结合水。 随着初期水化进展产生大量凝胶，使分散体的比外表积大大添加，由于外表吸附作用产生大量吸附水(凝胶水)。结合水和吸附水的产生使游离水减少、浆体的流动性逐渐降低产生流动性经时损失。经过掺复合超塑化剂产生分散作用和控制水化过程可以使结合水和吸附水量减少、而游离水相应增多，因此能减小流动度损失。3矿物细掺料的影响 矿物细掺料对流态混凝土

8、坍落度损失的影响主要在三个方面： (1)矿物细掺料的需水量比应小于100%，否那么坍落度损失较快； (2)矿物细掺料的活性适中，活性大时使坍落度损失较快； (3)矿物细掺料的细度应适中，比外表积太大使混凝土用水量增大、坍落度损失加快。 4混凝土配合比及砂率的影响 在配制流态混凝土时适宜的砂率能保证好的任务性和强度，必需按公式计算得到最正确砂率。而传统配合比设计方法以为砂率越低强度越高，显然不能满足流态混凝土对任务性的要求。另外、实验证明砂率低时流态混凝土保水性差，容易产生泌水、离析和板结。砂率高时坍落度损失较快，不能满足任务性要求。砂率公式为： 式中：Ves干砂浆体积(l/ m3 ) Ves=

9、Vc +Vf +Va + Vs Vc. Vf. Va .Vs 分别表示水泥、细掺料、空气、砂子的体积(l/m ) Ve 浆体体积(l/m3 ); Ve=W+Vc+Vf+Va; W用水量(l/m3 ) 砂率的要素影响由此式可以看到各种要素对砂率的影响： (1) 砂率随着用水量添加而增大; (2) 砂率随着浆体体积添加而减小; (3) 砂率随着石子最大粒径的增大而减小。武汉 中铁七局C20W C FA S G SP 170 266 56 735 1199 38%W/C=0。53容重：2426调整：W C FA S G SP178 276 60 775 1071 42%W/B=0。535. 环境温度

10、的影响 温度影响水泥水化和硬化速度，随着温度增高水泥水化和硬化速度加快。因此环境影响流态混凝土的坍落度损失速度。其表现为： (1)气温低于10时流态混凝土坍落度损失较慢或几乎不损失； (2)气温在1525时，由于气温变化大使坍落度损失难以控制； (3)气温在30以上时，水泥的凝结时间并不进一步加快，同时气温变化范围小，因此坍落度损失反而容易控制。6. 复合超塑化剂的作用 上述各种要素都会影响流态混凝土的坍落度损失速度，但是最终经过掺复合超塑化剂使坍落度损失得到控制。为了满足这一要求必需针对影响坍落度损失的要素，根据混凝土的组成和配比，以及施工工艺要务虚现复合超塑化剂的配方设计。其根本原那么是：

11、 (1) CSP的相对减水系数(Mt)应满足流态混凝土的初始坍落度要求； (2) CSP的掺量决议流态混凝土初始坍落度的大小； (3) CSP等效缓凝系数(Nt)决议坍落度损失控制程度。 (4) 凝结时间差(t=t 2- t1 )决议流态混凝土的硬化速度。7. 延缓坍落度损失的方法 (1) 添加超塑化剂掺量、提高初始坍落度; (2) 调整CSP中缓凝组分的组成和剂量; (3) 采用木钙配制泵送剂时其掺量不得超越0.15%，并且同时掺稳泡剂; (4) 采用高效缓凝引气减水时应同时掺稳泡剂; (5) 发现欠硫化景象时应补充可溶性SO3; (6) 能延迟水化诱导期的早强剂也能控制坍落度损失; (7)

12、 适当降低砂率可延缓坍落度损失。 以上延缓坍落度损失的方法可单独运用或复合运用，但是首先是CSP的等效减水系数和等效缓凝系数必需满足流态混凝土的任务性要求。 三、泌水、离析和三、泌水、离析和“滞后泌水滞后泌水 在新拌混凝土放置时，固相的塑性沉降使水泥浆上浮,非耐久性资料所构成的薄弱层包括冲淡的水泥浆和一些细集料。假设泌水是由于水的浸透引起的,不会产生不好的效果,如此“正常泌水是无害的。由于水分蒸发使有效的水和水灰比减小,最终使水移向外表层。这即是泌水。在贫水泥的混合物中,水的迁移将一些小粒子带到外表层。泌水能够引起强度添加。 添加水泥用量和添加外加剂，如火山灰或引气剂可使泌水的总量适当减少。可

13、用丈量泌水率和泌水量表示泌水特性，在混凝土的外表产生泌水时会引起“塑性收缩。在混合物运送时候能够使一些粗集料从混合物中分别出来，呵斥混凝土质量不均匀，这即是离析。在一些例证中发现，离析能够导致产品的缺陷和蜂巢状开放孔产生。 离析能够产生在保送、振捣或浇筑操作过程中。离析的主要要素是混合物中颗粒尺度和比重不同。用提高坍落度、减少水泥用量或添加集料的最大粒径和数量将添加离析的趋向。组成物正确的级配和操作可以使这一问题得到控制。泌水、离析和板结 混凝土是多相聚集体，新拌混凝土的任务性很大程度上取决于混合物的均匀性和稳定性。假设混合物产生相分别，就会使资料组成不均匀，最终导致资料构造缺陷或构造破坏。假

14、设新拌混凝土的保水性、粘聚性和稳定性缺乏以抵抗重力和其它外力(如振动、泵压等)的作用，就会产生泌水、离析和板结。图-1 混合物产生离析形状图一流态混凝土的泌水和离析 1. 流态混凝土产生离析的主要缘由 配制流态混凝土时流动性与粘聚性失去平衡，当粘聚性低时混合物在重力或其它外力作用下产生相分别，破坏了资料组成的均匀性和稳定性，因此导致离析。通常泌水是离析的前奏，离析必然导致分层(板结)，在此情况下存在堵泵的危险性。但是少量泌水对防止混凝土外表裂痕产生有利，特别是夏季施工时。流态混凝土产生离析的主要缘由： (1) 砂率偏低使混合物保水性降低，或砂中含5mm豆石使实践砂率降低; (2) 水泥用量少于

15、250kg/ m3 ，或 0.25mm的粉料少于350kg/m3使浆体体积少 于310L/m3; (3) 石子级配不好，或采用单一粒级石子; (4) 用水量偏大使混合物粘聚性降低; (5) CSP减水率高，并含易泌水组分。 查明混凝土产生泌水和离析的缘由后，经过调整混凝土配合比和CSP的掺量和成分完全可以处理这一问题。 2. FLC的Ve、Ves和SP与抗离析性的关系以石子最大粒经25mm为例： (1) Ve 330L ，Ves430L 时，拌合物具有好的任务性 ; (2) Ve 330L，Ves430L 时，不泌水、但粘聚性小、和易性较差 ; (3) Ve =330L ， Ves 430L时

16、，保水性差、易泌水 ; (4) Ve 330L，Ves 430L 时，严重泌水、离析、分层(板结)。 3. “泌水-离析-分层景象的产生和处理方法(见以下图-2) 4.胶凝资料、砂、石的体积与抗离析性的关系 由表-1和表-2中的数据可以看出，这种C30防渗混凝土的配合比不合理，由于用水量太少，使浆体体积不够，因此拌合物和易性差，容易产生泌水和离析。 表-1 C30 防渗混凝土 从表-2的体积分析可以看出： 编号No 1：Ve =295330L； Ves =398430L ,因此必然产生泌水。 编号No 4：Ve =295330L Ves =437430L ，因此不泌水。但实践是泌水。其缘由是采

17、用了单一粒级的碎石，在此情况下必需提高砂率。对于4： 思索采用单一粒级的要素，其砂率至少为42%(No 3)。5.防止泌水和离析的措施 (1) 石子级配合理，单一粒级的石子应提高砂率3%5%。 (2) 引气可减小泌水，特别是用卵石配制低标号混凝土时。 (3) 掺增稠剂可提高拌合物的粘聚性和保水性，防止泌水和离析。 (4) 合理的砂率能保证好的任务性和强度，流态混凝土的砂率应在40%50% 。产生泌水的主要缘由是砂率偏低。 (5) 掺FA，特别是配制低标号FLC时FA掺量可大于20%,从而提高其保水性。 (6) 减少用水量或CSP的掺量，从而减小游离水量，提高拌合物的粘聚性。 以上措施应针对详细

18、情况分析产生泌水的缘由，采取一种或综合方法。 二“滞后泌水景象 流态混凝土试配实验时混合物任务性没问题，即初始坍落度、坍落度损失的控制、泌水率比和抗离析性等都符合要求。但是，在施工时混凝土浇筑后，当时不泌水，而经过1h2h后产生大面积泌水。这是目前资料中没有发现和论述过的问题，因此称这种景象为“滞后泌水，并进展了深化研讨。产生滞后泌水的缘由能够与矿物细掺料的吸程度衡有关(图-3)： W2= W W1 式中：W细掺料的初始吸水量 W1细掺料的平衡吸水量 W2吸程度衡后放出的水量 通常矿物细掺料为多孔性粒子(吸水率高)，混合物加水搅拌时粒子开场大量吸水(过饱和吸水w)，放置一定时间(1h2h)逐渐

19、到达吸程度衡(W1)，同时释放出自在水(W2)。图-3 粒子吸程度衡表示图在此情况下W2的作用： (1) 假设拌合物的保水性差，释放出的自在水w2将导致混凝土滞后泌水； (2) 假设拌合物的保水性好，释放出的自在水w2将使拌合物的坍落度提高1cm2cm。当粉煤灰掺量大于18%配制流态混凝土时，有时发生经时(60分钟)坍落度大于初始坍落度(1cm2cm)的情况。 流态混凝土滞后泌水并不是普遍景象，是在一定条件下产生的。除了上述吸程度衡的缘由之外，由于CSP缓凝作用过强使拌合物长时间坚持大流动形状也是呵斥滞后泌水的缘由。假设产生了滞后泌水，其处理方法是适当提高砂率和减小粉煤灰掺量。 实例1.C30

20、流态混凝土泌水问题(一建搅拌站) P389 实例2.C25流态混凝土产生“滞后泌水的缘由分析(天津电建搅拌站)P390产生滞后泌水的缘由和对策 产生滞后泌水不是普遍景象，只是以上不利要素凑在一同时才有能够出现。出现滞后泌水时，首先用配比全计算设计法进展配合比验证，找出其缘由，针对详细情况加以处理。四四. 新拌混凝土的填充性能新拌混凝土的填充性能 新拌混凝土的填充才干是评价混凝土任务性的一项目的。它不仅评价流动中混凝土的变形才干，而且也是评价抗离析性的重要根据。 通常变形才干与抗离析性是相互矛盾的。变形才干的提高导致抗离析才干减小。近年来外加剂的研讨带来了新型混凝土。如HPC、自密实混凝土和水下

21、混凝土，它们具有与普通混凝土不同的特性，即具有很好的填充才干。 新拌混凝土在流动中没有妨碍物的条件下，可以用坍落度和坍落流动值表示混凝土的任务度，但是在模板中有复杂钢筋的条件下浇注混凝土(要求不振捣自流平)时，坍落度和流动值就不能直接表示任务度。这样，必需用填充性这一目的来定量评价混凝土的任务性。 新拌混凝土的填充才干取决于其变形才干和抗离析性。在低坍落度时，新拌混凝土的填充才干主要由变形才干控制；而高坍落度时主要由抗离析性控制，图11-7表示坍落度与任务度之间的关系，阐明变形才干与抗离析性是相互矛盾的，特别在大坍落度时更是如此。 外加剂的作用：掺高效减水剂和缓凝剂复合的外加剂虽然能提高变形才

22、干，处理大流动性混凝土坍落度损失问题，但是抗离析性没有改善，无法处理变形才干与抗离析性之间的矛盾。要处理这一矛盾，提高任务性，必需掺用增稠剂(或称稳定剂)。图11-7阐明了坍落度与任务度之间的关系。 增稠剂是一类能显著添加水的粘度的物质，它们是天然和合成的水溶性高分子化合物，如纤维素衍生物、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、藻朊酸钠等。例如，只需有3的甲基纤维素就可以将水的粘度添加1万倍。运用增稠剂的目的在于提高分散介质的粘度，添加分散体系的稳定性，减少分层和离析。 增稠剂的作用增稠剂作为外加剂掺人混凝土中，提高了水的粘度，从而影响新拌混凝土的流变性质。经过矿渣浆剪真实验，研讨抗剪力与纤维素增

23、稠剂掺量之间的关系阐明，少量增稠剂能减小抗剪力，但掺量大时抗剪力反而提高(见图11-8 )。增稠剂的掺量为矿渣粉分量0.2时，抗剪力为最小。自密实高性能混凝土在配制自密实高性能混凝土时，由于无需振捣，因此要拌合物具有好的填充性能。只需拌合物的流动性(或变形才干)与抗离析性处于平衡时填充性能最好。 图11-9表示，混凝土拌合物的流动性和抗离析与配合比要素之间的关系。当用水量、外加剂掺量增大时，流动性增大，而抗离析性降低。经过调整用水量、砂率以及CSP的组成和掺量使流动性与抗离析性到达平衡，在此情况下拌合物的填充性最正确(曲线3的斜线范围)。 新拌混凝土填充性的调整新拌混凝土的填充性是采用增粘剂和

24、高效减水剂的掺量调整的，图11-9中的斜线区是具有好的填充性范围。它们主要用于下几个方面。 1.改善集料在水泥浆中的悬浮性，提高建筑物整体的填充才干。产生稳定和均匀的力学性能，减少在嵌入钢筋下的构造缺陷，添加对钢筋握裹力，减少深层建筑的顶筋效应。加强水化水泥浆和集料的结合，以提高混凝土的抗渗性。 2.得到具有抗冲蚀性的流动性混凝土。添加水下混凝土的施工才干，降低混浊度，确保施工要求的力学性能。 3.用于放射混凝土，修补被破坏的建筑物，添加混凝土的抗下沉才干，便于厚楼层施工。这种特殊水泥灌浆料的流变性能适宜于水下封堵大坝、海岸建筑物、大的根底或岩石的裂痕。可用于浇注后张力管，这种构件要求具有高抵

25、抗沉降和泌水，确保钢筋应力。五五.高效减水剂对水泥的顺应性高效减水剂对水泥的顺应性 1.高效减水剂对水泥的顺应性 高效减水剂对水泥的顺应性是经过坍落度损失程度判别的。高效减水剂在低水灰比的混凝土中一个突出的问题是不同程度上存在坍落度损失快：而在另一些情况下，水泥和水接触后，在开场6090分钟内，大坍落度仍能坚持，没有离析和泌水景象。前者，外加剂和水泥是不顺应的，后者是顺应的。顺应性取决于水泥矿物组成(主要是C3A、C3S)、可溶SO3和碱含量。 (1)顺应性好(充分兼容)：高可溶SO3和高碱量水泥; (2)顺应性稍差(兼容稍差)：中等可溶性硫酸盐和碱含量的水泥; (3) 不顺应(不兼容)：可溶性硫酸盐少和低碱水泥。最正确可溶性碱量为0.4%0.6 2.外加剂对水泥早期水