混凝土拌和物的含气量损失试验研究

王龙强

（河北省水利规划设计研究院有限公司，石家庄 050000）

近些年来，随着水利工程的增加，为了水利工程的施工快捷方便， 越来越多的工程选择使用商品混凝土， 商品混凝土的使用能够节省工程成本及人力物力，但由于工程项目多位于偏远地带，交通较为不便，有些工程距混凝土搅拌站较远，而混凝土搅拌车在运输过程中的不断搅拌及受到环境温度湿度的影响， 商品混凝土在运输过程中将会有坍落度和含气量的损失， 文章利用试验室环境设备模拟商品混凝土搅拌车的连续搅拌过程， 对混凝土的坍落度及含气量的损失值进行测定。

1 原材料检验

在进行配合比试验前需要对原材料进行检验，试验所用水泥为PO42.5的普通硅酸盐水泥， 砂子为河砂中砂，石子为10～20mm的天然岩石碎石，外加剂分别为聚羧酸高性能减水剂和引气剂， 试验所用水为自来水。 原材料检验如表1～表4。

表1 水泥物理性能

表2 碎石技术指标

表3 砂子技术指标

表4 外加剂技术指标 单位：%

试验所检原材各项指标均符合相关规范要求，可以依据原材料的密度、吸水率、细度模数、减水率及含气量等进行配合比调试试验。

2 试验方案

2.1 试验理论

文章的试验目的是为了测试混凝土中含气量的损失变化，因此选择具有抗冻要求的配合比进行试验，有抗冻要求的混凝土需要掺入引气剂来控制含气量的多少以满足抗冻等级的需要，SL 677—2014 《水工混凝土施工规范》中对不同骨料粒径及不同抗冻等级要求的混凝土含气量进行了规定［1］，如表5。

表5 抗冻混凝土的适宜含气量

从表5可看出，在水利行业规范中，将混凝土抗冻等级分为F≥200和F≤150两种情况， 本试验研究对象为水利工程中的常用抗冻等级F≤150的情况，试验所选用原材中的碎石粒径为工程常用石子粒径10～20mm，因此，根据规范要求，混凝土含气量宜控制在5.0%±1.0%范围之内。

试验将混凝土强度等级设定为固定值， 根据试验室配比经验，将混凝土强度等级设置为C25，在水利工程中抗冻等级F≤150的常用等级为F50、F100、F150， 因此， 试验配比设计选用C25F50、C25F100、C25F150 3种配比的混凝土， 其中坍落度均设定为160～200mm，经过设计配比的试配和调整后，配比设计单如表6。

表6 配合比各原材料用量 单位：kg/m3

2.2 试验方法

在含气量测定的同时进行坍落度的测定试验，试验的配合比设计、坍落度及含气量的试验方法依据标准为SL/T 352—2020《水工混凝土试验规程》。 在混凝土拌和物搅拌完成后，依据试验方法分别对混凝土拌和物的坍落度和含气量进行初始值的测定。

本次试验是利用试验室搅拌机进行工程运输搅拌机的模拟试验，在GB 8076—2008《混凝土外加制》中对外加剂的坍落度和含气量1h经时变化量测定试验中规定： 留下足够的试验坍落度和含气量的混凝土数量，将混凝土静置在湿润过的加盖容器内1h（从加水搅拌时开始计算）后倒出，翻拌均匀后再进行坍落度和含气量的测试试验， 初始值和1h之后的测试值之差即为1h经时变化量［2］。

参照此方法， 在混凝土拌和物搅拌完成后按照SL/T 352—2020《水工混凝土试验规程》中的试验方法进行坍落度和含气量的初始值测定， 从加水搅拌时开始计算， 搅拌机加盖连续进行1h的搅拌后再进行坍落度和含气量的测定， 初始值与1h后的测值的差即为试验所测得的坍落度和含气量的损失值。

3 数据分析

3.1 试验过程

试验室内环境温度为20 ℃，湿度为65%，在试验过程中保持试验室内环境温度控制在20±5 ℃，湿度大于50%，试验时聚羧酸高性能减水剂为液剂，按照掺量直接掺加，引气剂为膏状，掺量较小，配置成1%的溶液后进行掺加。

按照试验方法进行试验测定后的结果如表7。

表7 配合比坍落度及含气量测定结果

在试验过程中，初始试验时，混凝土拌和物的坍落度及含气量都能控制在要求范围之内， 混凝土拌和物状态较好，经过1h连续搅拌之后，混凝土拌和物状态较为干结，坍落度较小，几乎没有坍落度，而含气量的损失也较高，损失达2.8左右。

在试验室内较为理想的环境下进行模拟搅拌车的试验操作， 结果表明坍落度及含气量经过1h连续搅拌后的损失量都较大，因此在现场施工中，尤其需要经过长距离运输的混凝土搅拌车， 应对有含气量及坍落度要求的混凝土的损失量加以重视， 加强施工现场的检测试验。

3.2 含气量控制措施

影响混凝土拌和物含气量的因素较多， 混凝土的温度过高、搅拌时间过长或搅拌时间不足、振捣频率过高或振捣时间过长都会引起含气量的减少，而混凝土的坍落度越大则含气量越多， 在现场施工中要对能够引起含气量减少的影响因素加以控制，以减少含气量的损失。

在施工现场， 对有抗冻等级要求的混凝土需要对其含气量进行测定， 施工时需要对出机口及最后出机的混凝土进行含气量的测定， 如果搅拌车在现场停留时间较长， 则需要有规律地间隔时间对其进行测试，以保证含气量能够满足要求。只有一般要求的混凝土则可在搅拌机出口处进行测试。 无论哪一种测法，测定值都应当大于需要值1/4～1/3［3］。 商品混凝土的购买应选择就近的具有相应资质能力的混凝土搅拌站， 在施工现场与搅拌站之间需要做好试验测试，做好混凝土坍落度及含气量损失的控制措施，尽量较少坍落度和含气量的损失。

4 结语

在试验室环境条件下模拟了搅拌机的连续搅拌运输过程，试验室在强度相同的条件下设置了3个不同抗冻等级的配比， 分别测定其坍落度和含气量在连续搅拌1h后的损失值， 结果表明坍落度及含气量的损失都较大，在现场施工时，施工单位要充分考虑坍落度及含气量损失的相关因素， 做好施工现场的混凝土测试试验， 保证混凝土性能能够达到要求指标。