影响新拌混凝土工作性的因素及改善措施

周娟

(江西交通职业技术学院，江西南昌 330013)

0 引言

众所周知，水泥混凝土是当代最主要的建筑材料之一，它是由水泥、水、砂、石，以及必要时加入外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。尚未凝结硬化的混凝土，称为新拌混凝土或混凝土拌合物。新拌混凝土具有的综合性能，称之为工作性(或称和易性)。工作性好的混凝土可以满足输送和浇捣要求的流动性;可以保证不为外力作用产生脆断的可塑性;可以达到不产生分层、泌水的稳定性;可以具备易于浇捣密致的密实性。因此，工作性是保证混凝土施工质量的关键环节之一。

1 工作性的综合体现

1.1 流动性

流动性是指使新拌混凝土在其自身重力及外力作用下产生的流动，能均匀密实填满模板的性能。它反映新拌混凝土的稀稠程度和控制混凝土的浇筑质量。

1.2 粘聚性

粘聚性是指保证混凝土在运输及浇筑过程中具有一定的粘性、整体性和稳定性，不发生各组成材料分层和离析现象的性能。它反映了新拌混凝土的均匀性。

1.3 保水性

保水性是指新拌混凝土在施工过程中具有一定的保持水分不向外逸出的能力，保水性差，拌合物容易泌水，并在混凝土内形成贯通的泌水通道，不但影响混凝土的密实性，降低强度，还会影响混凝土的抗渗性、抗冻性和耐久性。它反映了新拌混凝土的稳定性。混凝土的工作性是一项由流动性、粘聚性和保水性构成的综合指标体系，各性能之间既相互联系又存在矛盾。一般情况下，新拌混凝土的流动性若变大，则粘聚性和保水性会变差，反之亦然。因此在实际操作中，宜在流动性基本满足施工的条件下，力求保证粘聚性和保水性，从而得到工作性满足要求的混凝土拌合物。

2 影响新拌混凝土工作性的因素

2.1 内因——组成材料

2.1.1 各组成材料的性质

1)水泥。水泥在混凝土中是一种胶凝材料，起着胶结作用。通常加普通水泥的新拌混凝土比加火山灰水泥、矿渣水泥的工作性好。此外，水泥的细度对拌合物的工作性也有很大的影响，在相同用水量情况下水泥的细度越细其新拌混凝土流动性越小，但粘聚性和保水性较好。

2)水。水是混凝土缺一不可的材料。无论是水泥的水化，还是混凝土的硬化成形，以及混凝土后期的养护都离不开水。在混凝土施工过程中所涉及到的水有拌合用水、水化用水、泌出水和养护水四种。规范要求，应不含有影响混凝土正常凝结和硬化的有害杂质、油质和糖类等。自来水或可饮用水一般能符合要求，含有杂质的水可能会对混凝土的某些性能，如凝结时间、强度增长、颜色和长期耐久性能产生影响。

3)砂。砂在混凝土中是一种细集料，起次要骨架作用。优质的混凝土用砂具有高的密实度和小的比表面，既能保证硬化后混凝土的强度、耐久性满足要求，又能达到在施工中具有适宜的工作性，同时又节约水泥的目的。砂的级配反映大小砂粒的搭配情况，级配影响砂的空隙率的大小，为节约水泥和提高混凝土的密实度，应该使用级配良好的砂以达到最小的空隙率。砂的粗细程度也会影响混凝土的工作性。如用粗砂，拌制混凝土时其内摩阻力较大，保水性差，适宜配制水泥用量多的富混凝土或低流动混凝土;中砂宜先选用以配制不同等级混凝土;细砂，配制的混凝土粘性较大，保水性能好，易插捣成型，但因其比表面积大，使用时宜降低砂率。

4)石。石在混凝土中是一种粗集料，起主要骨架作用。石料的最大粒径、级配、表面形状等也在一定程度上影响着混凝土的工作性。新拌混凝土随着石料最大粒径的增加，单位用水量相应减少，在固定用水量和水灰比的条件下，加大粒径，可获得较好的工作性，或减少水灰比而提高混凝土的强度和耐久性。在结构截面允许的条件下，尽量增大最大粒径可节约水泥(但需要注意，增大粒径虽可提高抗压强度，但会降低抗拉强度)。在选择石料时，用卵石比用碎石拌制而成的混凝土流动性大;用级配良好的集料比用级配不良的集料拌制而成的混凝土流动性大，粘聚性和保水性较好。

5)外加剂。混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入用以改善混凝土性质的物质。掺量一般不大于水泥质量的5%。混凝土外加剂品种繁多，改善混凝土拌合物流变性能的主要有减水剂、引气剂、泵送剂、保水剂等。

6)掺合料。掺合料的种类、品质和掺量会影响新拌混凝土的工作性。混凝土大都掺用粉煤灰等掺合料，如果掺用Ⅰ级粉煤灰，因其含有较多的球形颗粒，能有效地减少用水量，改善新拌混凝土的工作性。在水胶比基本相同的情况下，掺量不同对混凝土拌合物工作性的影响也有所不同。

2.1.2 各组成材料间的比例关系

1)水胶比。水胶比是指混凝土中水的质量与水泥(胶凝材料)质量之比。水胶比可反映水泥浆的稠度。在保持用水量不变的情况下，若增加水泥用量，即水胶比减小时，会使水泥浆变稠，拌合物流动性会较小，而粘聚性和保水性会较好，但当混凝土水泥用量过多时，在一定施工条件下难以密实成型，同时会使混凝土的设计强度达不到预期的要求，而且会浪费过多的水泥，起不到节约水泥的目的。若加入过少的水泥，即加大水胶比，此时过稀的水泥浆导致混凝土拌合物流动性过大，从而会使拌合物流浆、离析，严重影响混凝土强度，因此，应合理地选用水胶比。

2)浆集比。浆集比是指水泥浆质量与集料质量(包括砂和石)之比。混凝土拌合物中的水泥浆，除了填充集料间的空隙外，包裹在集料表面并稍有富余，使拌合物有一定的流动性。在水胶比不变的条件下，水泥浆愈多，浆集比越大，则拌合物的流动性越大，但如水泥浆过多，则拌合物的稳定性就会变差，不仅浪费水泥，而且会使拌合物的强度和耐久性降低;若水泥浆用量过少，即浆集比过小时，则不能完全地包裹集料表面及填充其空隙，拌合物宜产生崩塌现象，失去稳定性，因此，拌合物中水泥浆的数量应以满足流动性为宜。

3)砂率。砂率反映了粗、细集料的相对比例，它影响混凝土中集料的总比表面积和集料间的空隙。一般情况下，在砂石总量不变的情况下，砂率越小的，总比表面积越小，空隙越大，反之亦然。砂率对混凝土拌合物的工作性影响很大，一方面是砂形成的砂浆在粗集料间起润滑作用，在一定砂率范围内随砂率的增大，润滑作用愈明显，流动性将提高;另一方面，在砂率增大的同时，集料的总表面积随之增大，需要润滑的水分增多，在用水量一定的条件下，拌合物流动性降低，所以当砂率超过一定范围后，流动性反而随砂率的增大而降低，另外如果砂率过小，砂浆数量不足会使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低，产生离析和流浆现象。所以，应在用水量和水泥用量不变的情况下，选取保证流动性、粘聚性和保水性的合理砂率。

2.2 外因——施工条件和环境条件

新拌混凝土的工作性在不同的施工、环境条件下往往会发生变化。影响新拌混凝土工作性的施工条件包括搅拌方式、搅拌时间等。GB 50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范中规定：根据搅拌机的类型和不同容量，规定最少搅拌时间为1 min～3 min。因此用高频搅拌机比低频搅拌机的拌合效果要好，用强制式搅拌机比自落式搅拌机的拌合效果要好。

影响新拌混凝土工作性的环境条件包括温度、湿度、风速。新拌混凝土的流动性会随着温度升高、湿度变小、风速变大而减少。

3 改善新拌混凝土工作性的措施

3.1 调整混凝土的材料组成

1)采用适宜的水泥品种和掺合材料。2)改善砂、石的级配，尽量采用连续级配。3)根据流动性、粘聚性和保水性的要求增大或减小砂、石料的粒径。4)采用合理砂率，尽可能降低砂率，有利于提高混凝土的质量和节约水泥。5)当混凝土拌合物流动性太小时，维持水胶比不变，适当增加水泥浆的用量;当拌合物流动性太大，但粘聚性良好时，可保持砂率不变，适当增加砂、石用量。6)掺加各种外加剂，在拌合物中加入少量外加剂(如减水剂、引气剂)，能使拌合物在不增加水泥浆用量的条件下，有效地改善混凝土的各种工作性能。

3.2 改进拌合物的施工工艺

1)采用高效率的搅拌设备和振捣设备，既可以改善拌合物的工作性，又可在较小的流动性情况下获得较高的密实度。2)根据具体的环境条件，尽可能缩短新拌混凝土的运输时间或掺缓凝剂、流变剂等。

4 结语

新拌混凝土的工作性对混凝土工程施工质量起着举足轻重的作用，在施工过程中要重视新拌混凝土工作性，能合理地分析其影响工作性的原因，对症下药，并加以改善，就能达到满足规范要求的合格混凝土。

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