混凝土用水量及其影響因素

1、混凝土用水量及其影響因素水是混凝土中不可缺少的組分，適量的水是混凝土完成水化反 應(yīng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期混凝土性能的必需條件。水泥強(qiáng)度等級相同，在水泥水 化所需結(jié)合水充足的情況下，水膠比越小，與骨料粘結(jié)力也越大，混 凝土強(qiáng)度也就越高。在原材料、外部環(huán)境條件相同的條件下，水膠比 是影響混凝土整體性能的最主要因素，用水量對混凝土性能起著至關(guān) 重要的作用。當(dāng)水泥用量不變的條件下，用水量減少會(huì)使混凝土拌合 物干澀，坍落度減小，工作性能變差，施工振搗困難，構(gòu)件成型質(zhì)量 難以保證，混凝土構(gòu)件容易形成麻面或出現(xiàn)較多的孔洞 (蜂窩)，不但 影響美觀，而且混凝土強(qiáng)度和耐久性也會(huì)降低。反之，用水量過多， 容易造成混凝土拌合物

2、泌水、離析、粘底等和易性不佳的現(xiàn)象，不符 合施工要求，同時(shí)還可能因混凝土硬化后多余水分蒸發(fā)形成較大的失 水空間，混凝土密實(shí)度降低，耐久性能變差，強(qiáng)度顯著降低。在混凝土拌合物中的水主要以物理結(jié)合水、化學(xué)結(jié)合水和物理化學(xué)結(jié)合水三種方式存在。(1)物理結(jié)合水物理結(jié)合水也稱游離水，是混凝土中各晶格間及粗、細(xì)毛孔 中的自由水，含量不穩(wěn)定，結(jié)合強(qiáng)度低，極容易受水分蒸發(fā)影響而破 壞結(jié)合。物理結(jié)合水是積極參與和外界進(jìn)行濕度交換的水， 為化學(xué)結(jié) 合水、物理化學(xué)結(jié)合水充分發(fā)揮作用提供外部支持。(2)化學(xué)結(jié)合水化學(xué)結(jié)合水是以嚴(yán)格的定量參加水泥水化，是保證水泥顆粒能充分水化的必需條件?；瘜W(xué)結(jié)合水使水泥漿形成結(jié)晶固體，

3、 不參與混凝土與外界濕度交換作用，不引起收縮與膨脹變形，成微小自生變 形。(3)物理化學(xué)結(jié)合水物理化學(xué)結(jié)合水在混凝土中表現(xiàn)為以吸附薄膜結(jié)構(gòu)存在，是 保證水泥顆粒能充分?jǐn)U散、逐步完成水化反應(yīng)的必要因素。物理結(jié)合 水在混凝土中的作用是擴(kuò)散及溶解水泥顆粒，屬中等結(jié)合，容易受到外界水分蒸發(fā)的破壞，積極地參與混凝土與環(huán)境的濕度交換作用。(一)膠凝材料對混凝土用水量的影響膠凝材料對混凝土用水量影響的因素主要包括：水泥標(biāo)準(zhǔn)稠 度、粉煤灰需水量、礦粉用水量等。(1)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是反映水泥漿體達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)需水量 的多少。一般情況下，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與水泥品種、細(xì)度及原材 料有關(guān)。當(dāng)其

4、他條件不變時(shí)，混凝土的用水量隨著水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水 量的增大而增大，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量每增加1%,混凝土要達(dá)到相同要求的坍落度，則用水量至少會(huì)增加 35kg/m3。為降低混凝土用 水量，降低水膠比，降低單方混凝土水泥用量。在配制混凝土?xí)r宜選 擇強(qiáng)度相同、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較低的水泥，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久 性。(2)粉煤灰的需水量粉煤灰可分為I級、II級、田級三個(gè)等級，粉煤灰需水量比是指摻30%粉煤灰膠砂用水量與基準(zhǔn)水泥砂漿用水量之比， 粉煤灰需 水量的大小直接影響混凝土用水量的大小， 進(jìn)而影響混凝土的強(qiáng)度與 耐久性。隨著粉煤灰需水量比的增加，混凝土拌合物要達(dá)到相同的坍 落度，拌和用水量也會(huì)相應(yīng)增加

5、。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在混凝土中摻加需水 量低的粉煤灰，不但不會(huì)增加混凝土的用水量，反而可能降低用水量。 但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，含碳量較高（燒失量較大）的粉煤灰需水量較大，會(huì)明 顯增加混凝土用水量。在配制混凝土?xí)r，宜選用水量比較小的（小于 100%）粉煤灰可以混凝土用水量，改善混凝土拌合物的和易性，增 強(qiáng)混凝土的可泵性。同時(shí)，也可以減少了混凝土的徐變，減少了水化 熱，提高了混凝土的抗?jié)B力和耐久性。（3）礦粉的流動(dòng)度比礦粉的流動(dòng)度比對混凝土用水量也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，礦粉 的流動(dòng)度比越大，在配制坍落度一定的混凝土?xí)r，混凝土用水量越低， 反之亦然。礦粉的流動(dòng)度比與其生產(chǎn)工藝、顆粒級配、比表面積等因 素有關(guān)，礦粉中級

6、配合理，球形顆粒較多時(shí)，流動(dòng)度比較大，比表面 積較大時(shí)，會(huì)較低流動(dòng)度比。比表面積對礦粉的活性具有重要的影響， 比表面積小于400m2/kg時(shí)，會(huì)降低其活性，同時(shí)，配制的混凝土也 容易泌水。（二）骨料對混凝土用水量的影響（1）骨料品種天然骨料表面光滑，而人工砂石的表面粗糙，多棱角，比表面積較天然骨料大，用水量較高。一般來說，在混凝土拌合物坍落度 相同的條件下，天然骨料的用水量比人工砂石骨料的用水量低5-10kg/m3。(2)骨料的粒徑骨料的粒徑越小，比表面積越大，拌制混凝土?xí)r，用水量也 就越高。一般來說，粗骨料最大粒徑每變化一個(gè)檔次，用水量將變化 5kg左右，如碎石最大粒徑由 531.5mm變?yōu)?/p>

7、520mm時(shí)，達(dá)到相 同混凝土坍落度時(shí)，用水量需增加增加約5kg/m3。同樣，砂的細(xì)度模數(shù)變化也會(huì)引起細(xì)骨料粒徑變化， 砂細(xì)度模數(shù)相差一檔，混凝土用 水量相差1015kg,如使用細(xì)度模數(shù)2.7左右的中砂拌制混凝土用水 量較粗砂高1015kg,較細(xì)砂低1015kg。(3)含泥量與細(xì)粉含量在混凝土用水量不變的條件下，隨著細(xì)粉量的增加，混凝土 拌合物坍落度也逐漸降低，要保持坍落度不變，應(yīng)相應(yīng)增加用水量或 外加劑用量。若一方混凝土中細(xì)骨料的用量為800kg/m3,細(xì)粉含量每增加1%,細(xì)粉量增加8kg/m3,可見如果細(xì)粉含量過多，必然會(huì)造 成混凝土漿體稠度增加，工作性降低。若骨料所含的細(xì)顆粒主要成分 為

8、泥土，對混凝土用水量影響更大。(4)骨料吸水率對混凝土用水量的影響骨料的吸水率是指骨料處于飽和狀態(tài)下的含水率，骨料表面 粗糙度越大，其吸水率越高。一般來說，天然骨料的表面較為圓滑， 人工骨料的表面多呈棱角狀態(tài)，較天然砂的吸水率大。骨料表面毛細(xì)孔率大的石料較毛細(xì)孔率小的石料吸水率大， 例如花崗巖的吸水率較 青石的吸水率大。表面較粗糙的骨料在混凝土拌合物中流動(dòng)性差，要達(dá)到相同的流動(dòng)度，需水量較大。吸水率較大的骨料可以將混凝土拌 合物的自由水吸入其內(nèi)部造成混凝土的流動(dòng)性較差，坍落度經(jīng)時(shí)損失較大，和易性、可泵性也有所下降。骨料的吸水率是一項(xiàng)重要的物理 指標(biāo)，骨料的吸水率對混凝土用水量具有重要的影響。因此，骨料的 吸水率宜控制在1%以下，不應(yīng)超過2%。（三）外加劑減水率對混凝土用水量的影響外加劑減水率對混凝土用水量具有重要的影響，外加劑減水 劑越高，混凝土用水量可以在較低的情況下獲得滿意的工作性。但也不是外加劑減水率越大越好，過高的減水率雖然有利于降低混凝土用 水量，提高混凝土的工作性。過高的減水率造成混凝土拌合物粘聚性 差，容易離析、泌水，同時(shí)，也給生