說說混凝土拌合物的勻質(zhì)性及其判定方法

無疑混凝土拌合物的工作性是一項(xiàng)重要指標(biāo)，甚至混凝土拌合物工作性的好壞直接影響混凝土質(zhì)量。混凝土工作性包括粘聚性、保水性和流動性，這三個(gè)方面既有對立也有統(tǒng)一，相互制約相互影響，很難孤立地看待某一方面。但實(shí)踐中，往往比較看重混凝土拌合物的流動性，而忽視粘聚性和保水性，尤其是使用減水劑的預(yù)拌混凝土，施工人員渴望獲得更高的流動性，最好自密實(shí)、自流平。坍落度作為混凝土拌合物流動性的重要表征，坍落度越大，新拌混凝土的流動性越好，以至于混凝土拌合物坍落度普遍大于200mm，甚至坍落度大于240mm的也屢見不鮮，即便如此，施工現(xiàn)場加水現(xiàn)象還是極為普遍。過分重視混凝土拌合物流動性，十分容易造成混凝土拌合物離析，嚴(yán)重影響混凝土的勻質(zhì)性。所謂混凝土拌合物的勻質(zhì)性就是混凝土各組分在混合體系中均勻分布，勻質(zhì)性良好的混凝土拌合物要像“八寶粥”一樣，紅棗、花生豆等在體系中處于“懸浮”狀態(tài)。澆筑混凝土?xí)r一項(xiàng)非常辛苦的工作，再加上目前澆筑混凝土的施工人員都是50歲以上的老人，對減輕勞動強(qiáng)度的渴望，異常強(qiáng)烈，普遍要求大流動性、大坍落度，而忽視混凝土拌合物的勻質(zhì)性。如何控制混凝土拌合物的勻質(zhì)性是一個(gè)亟待解決的問題，確保勻質(zhì)性良好，拌合物不離析、分層，事關(guān)混凝土質(zhì)量。混凝土坍落度是常用的技術(shù)指標(biāo)，操作簡單、直觀，但其并不是對新拌混凝土質(zhì)量的全面表征，至少說它不能反映新拌混凝土的勻質(zhì)性?；炷撂涠炔怀^180mm時(shí)，離析分層一般出現(xiàn)在C20以下的低強(qiáng)度等級混凝土中，隨著混凝坍落度的提高，拌合物勻質(zhì)性問題不僅在低強(qiáng)度等級混凝土出現(xiàn)離析，C30、C35甚至C40的混凝土也時(shí)常出現(xiàn)較嚴(yán)重的離析?；炷涟韬衔飫蛸|(zhì)性差，造成各組分分布不均，硬化時(shí)不均勻的收縮使混凝土開裂幾率加，研究表明水泥漿：砂漿：混凝土的收縮值等于1:2:3?；炷涟韬衔锸且粋€(gè)多組分的混合體，在其輸送、澆筑、振搗等過程中，物料發(fā)生運(yùn)動，對于勻質(zhì)性優(yōu)良的混凝土，各組分是相互制約的，是協(xié)調(diào)的。如果混凝土拌合物的勻質(zhì)性差，在運(yùn)輸、澆筑、振搗過程中，由于各組分物理性質(zhì)和幾何性質(zhì)的差異，運(yùn)動方向和速度是不一致的，造成骨料與漿體之間的相互作用較弱，運(yùn)動方向和速度是不一致的，骨料下沉，使得混凝土各組分不均勻分布。在混凝土生產(chǎn)實(shí)踐中，尤其要重視混凝土拌合物的勻質(zhì)性，不僅要關(guān)注拌合物時(shí)間上保持的勻質(zhì)性，也要使拌合物保持空間上的勻質(zhì)性。從時(shí)間上說，混凝土需要從生產(chǎn)地點(diǎn)到施工地點(diǎn)，需要經(jīng)過一個(gè)運(yùn)輸過程，在這段時(shí)間內(nèi)拌合物的勻質(zhì)性不能發(fā)生較大的變化。從空間上說，混凝土拌合物澆筑成型后，在重力和外力作用下應(yīng)可以保持一定的均勻性?；炷涟韬衔锏膭蛸|(zhì)性十分重要，不能因?yàn)樘岣吡鲃有?，而忽視粘聚性和保水性，造成混凝土離析、分層勻質(zhì)性變差?；炷涟韬衔锍霈F(xiàn)離析、分層現(xiàn)象，正是由于缺乏對混凝土拌合物勻質(zhì)性控制的具體體現(xiàn)?；炷涟韬衔锏膭蛸|(zhì)性直接影響硬化混凝土的性能，混凝土拌合物勻質(zhì)性差，必然導(dǎo)致硬化混凝土的各組分不均勻分布。從強(qiáng)度上看，勻質(zhì)性良好的混凝土各組分均勻分布，各部分的水膠比相差不大，各部分強(qiáng)度也均勻分布。若混凝土拌合物勻質(zhì)性差，以至于發(fā)生離析、分層時(shí)，不同部位的水膠比是不相同的，有的區(qū)域水膠比明顯較大，其混凝土的強(qiáng)度也可能低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。對于一個(gè)混凝土工程而言，破壞往往是從最薄弱部位開始的，而水膠比較大的區(qū)域則成了最薄弱區(qū)域，這一區(qū)域混凝土的性能決定了混凝土工程的性能?；炷涟韬衔飫蛸|(zhì)性差，離析、分層導(dǎo)致混凝土硬化過程中收縮變形不一致是混凝土開裂的一個(gè)重要原因。勻質(zhì)性差的混凝土拌合物，在澆筑、振搗過程中，骨料下沉，水分上移，在硬化過程中，骨料較多的下部在骨料的約束下，收縮變形較小。反之，上部混凝土由于骨料較少而水分較多，干縮變形較大，在受拉區(qū)域?qū)a(chǎn)生裂縫。提高新拌混凝土流動性的措施主要是增大用水量，或者增加減水劑摻量，在施工現(xiàn)場，則是通過加水來提高混凝土的流動性。采用這些方法提高新拌混凝土流動性，離析現(xiàn)象自然是在所難免了，混凝土強(qiáng)度不足現(xiàn)象并不少見，混凝土開裂現(xiàn)象也是屢見不鮮。目前普遍采用大坍落度、大流動性施工，但在提高混凝土拌合物流動性的同時(shí)并沒有十分重視拌合物的勻質(zhì)性，出現(xiàn)了較多的混凝土離析問題。無論是從混凝土的施工來看，還是從混凝土的性能來看，勻質(zhì)性都應(yīng)成為混凝土拌合物的一個(gè)重要控制指標(biāo)，勻質(zhì)性不合格的混凝土就是不合格的混凝土。既然混凝土拌合物的勻質(zhì)性如此重要，找到一種簡單易行的評價(jià)方法對其控制十分重要。這里簡要介紹兩種方法，一種參考吳中偉院士《高性能混凝土》一書中坍落度試驗(yàn)后分別測量坍落度與擴(kuò)展度，若其比值在0.4左右，可以認(rèn)為拌合物勻質(zhì)性較好。另一種是按照混凝土坍落度試驗(yàn)方法，當(dāng)新拌混凝土坍塌穩(wěn)定后，分別從半徑為二分之一的內(nèi)部與外部各取一升，分別稱量重量，然后分別測定這兩部分混凝土中的粗骨料含量。從理論上講，在混凝土拌合物坍塌流動過程中，漿體或者砂漿帶動粗骨料運(yùn)動，漿體和砂漿的粘滯力越大，帶動粗骨料的運(yùn)動能力越強(qiáng)，混凝土拌合物的勻質(zhì)性越好，越不容易發(fā)生離析、分層。若漿體和砂漿的粘滯力弱，漿體或砂漿的帶動粗骨料的能力弱，漿體或砂漿流動速度明顯大于粗骨料，造成中間粗骨料多，邊部混凝土中的粗骨料很少，這兩部分混凝土中粗骨料含量的差異較大。如果這兩部分混凝土中粗骨料之差大于一定的數(shù)值，