浅谈水泥混凝土的技术性质

浅谈水泥混凝土的技术性质

作者：张小龙

来源：《城市建设理论研究》2013年第08期

摘要：水泥混凝土是由水泥及粗、细集料和水按适当比例混合，在需要时掺加适宜的外加剂、掺和料等配制而成。本文对水泥混凝土的技术性质进行简单的探讨。 关键词：水泥混凝土；技术性质

Abstract: cement concrete is made of cement, coarse and fine aggregate, and water is mixed in certain proportion, when need to mixed with appropriate admixtures, made from admixture, etc. This paper simply discussed the technical features of cement concrete. Key words: cement concrete; Technical nature.

中图分类号：[TU528.36]文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

水泥混凝土是由水泥及粗、细集料和水按适当比例混合，在需要时掺加适宜的外加剂、掺和料等配制而成。其中水泥起胶凝和填充作用，集料起骨架和密实作用，水泥与水发生化学反应生成具有胶凝作用的水化物，将集料颗粒紧密粘结在一起，经过一定凝结、硬化时间后形成人造石材，成为混凝土。

水泥混凝土的技术性质概括地讲，可分为新拌和时的工作性和硬化以后的力学性质两个方面。

新拌水泥混凝土的工作性 1、混凝土工作性的定义

新拌混凝土的工作性又称和易性，是指混凝土具有流动性、可塑性、稳定性和易密性等几方面的一项综合性能。

1）流动性：是指混凝土拌和物在自重或机械振捣作用下，能产生流动，并均匀、密实地填满模板的性能。

2）可塑性：指拌和物在外力作用下产生塑性流动，不发生脆性断裂的性质。

3）稳定性：指拌和物在外力作用下，集料在水泥浆体中保持均匀分布，不会产生离析或出现泌水现象的性能。

4）易密性：指拌和物在捣实或振动过程中克服摩阻力达到密实程度的能力。

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由于混凝土拌和物的工作性在很大程度上影响到硬化以后混凝土的技术性能，因此较深入地了解混凝土工作性的概念和有效把握影响工作性的相关技术，对保证水泥混凝土的质量品质有重要意义。

2、工作性检测方法

混凝土拌和物工作性的测定方法有坍落度试验和维勃稠度试验两种。我们常用的是坍落度法。坍落度试验适用于集料粒径大不于40mm、坍落度值不小于10mm的混凝土拌和物。 坍落度试验应按下列步骤进行：

1）湿润坍落度筒及底板，在坍落度筒内壁和底板上应无明水。底板应放置在坚实水平面上，并把筒放在底板中心，然后用脚踩住两边的脚踏板，坍落度筒在装料时应保持固定的位置。

2）把拌和好的混凝土试样用小铲分三层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣25次（捣棒宜选用直径16mm的圆钢筋，一端端头为锥形，长约50cm）。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面；浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口。插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时添加。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，并用抹刀抹平。 3）清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在5-10秒内完成；从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在150秒内完成。 4）提起坍落度筒后，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌合物的坍落度值；坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样另行测定；如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土和易性不好，应予记录备查。 5）观察坍落后的混凝土试体的黏聚性及保水性。黏聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时如果锥体逐渐下沉，则表示黏聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示黏聚性不好。保水性以混凝土拌合物稀浆析出的程度来评定，坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而集料外露，则表明此混凝土拌合物的保水性不好；如坍落度提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。

6）当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落度扩展度值；否则，此次试验无效。

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7）如果发现粗集料在集堆或边缘有水泥浆析出，表示此混凝土拌合物抗离析性不好，应予记录。

8）混凝土拌合物坍落度和坍落度扩展度以毫米为单位，测量精确至1mm，结果表达修约至5mm。

3、影响混凝土工作性的因素

能够影响到混凝土拌和物工作性的因素概括地分为内因和外因两大类。外因主要是指施工环境条件，包括外界环境的气温、湿度、风力大小以及时间等。但值得我们重视和了解的因素是在构成混凝土组成材料的特点及其配合比例的内因上，其中包括原材料特性、单位用水量、水胶比和砂率等方面。 原材料特性

水泥品种和细度将会影响混凝土拌合物的工作性。如普通硅酸盐水泥拌和物的工作性相对较好；矿渣水泥的流动性大，但黏聚性较差；火山灰水泥拌合物流动性小，但黏聚性较好等。应合理选择水泥强度等级，使水泥的强度等级与配制的混凝土强度等级相匹配。要避免高强度等级的混凝土采用过低强度等级的水泥，这样会由于水泥用量过多，不仅不经济，还会引起收缩性加大，耐磨性降低的不良后果；同样也要避免低强度等级的混凝土选择用过高强度等级的水泥，以免因水泥用量偏少，造成混凝土耐久性不良的问题，并影响到混凝土的工作性和密实度。还有，适当提高水泥细度可改善混凝土拌合物的黏聚性和保水性，减少泌水和离析现象。 粗集料在混凝土中起骨架作用，必须具备足够的承载能力，即具有良好的强度和坚固性，这类性质通常采用石料的立方体抗压强度或压碎指标值来表示。粗集料的最大粒径会对混凝土的强度产生一定的影响。综合考虑最大粒径的增加对混凝土带来的影响，对粗集料的最大粒径有一定的限定，即混凝土和粗集料的最大粒径应不大于结构截面最小尺寸的1/4，并且不超过钢筋最小净距的3/4；对于实心混凝土板，集料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。粗集料级配类型的不同，对配制的混凝土会带来不同的影响。连续级配矿料配制的混凝土较为密实，并具有优良的工作性，不易产生离析，是经常采用的级配形式。一般不宜采用间断级配直接配制混凝土，但如果必须单独使用，应通过相应试验和分析，在证明不会因产生离析等问题而对混凝土造成不利影响后，方可使用。

细集料在配比时所选用的是中砂还是细砂，对用水量及水泥用量也有影响。相同条件下，中砂比细砂的用水量少且水泥用量也相对要少，所以在配比和施工时建议使用中砂，以节省成本。

拌和用水不应含有影响水泥水化反应和混凝土质量的有害物质，这些物质主要有油、酸、碱、盐类、有机物等。拌和用水的选择简单概括为凡能饮用的水都可拌制混凝土。