3 新拌混凝土的和易性

问题：恒定用水量法则有何实际应用意义？
解答： 它是混凝土配合比设计时，确定单位用水量 的理论依据。 在所用粗、细骨料的种类和比例一定的条 件下，固定了单位用水量，当单位水泥用量增 减不超过50~100kg，混凝土拌和物的坍落度 基本上可以在某一范围内恒定不变。 因此，变动水灰比，就可以配制出强度不 同而坍落度相近的混凝土。

(mm)
用水量(kg/m3) 初始自由水量对混凝土拌合物初始坍落度的影响
基本理论
恒定用水量法则
当粗、细骨料的种类和比例一定时，即 使水泥用量有适当变化(±50～100kg/m3)， 只要单位用水量不变，混凝土拌和物的坍 落度可以基本保持不变。即要使混凝土拌 和物获得一定值的坍落度，其所需的单位 用水量是一个恒定值。

针片状的颗粒比等径形状的颗粒更不利于骨料的 滑动，因此，前者不利于混凝土拌和物的流动性。
——碎石
——河卵石
(5) 用水量的影响
每立方米混凝土的用水量——单位用水量: 确定了混凝土拌和物的流动性。 初 当水泥用量一定时，增加用水量，水灰比增加，坍 始 落度增大。 坍 落 当水灰比一定时，增加用水量，就必须同时增加水 度 泥用量——水泥浆用量增加，则坍落度增大。

砂率对骨料堆积空隙率的影响
卵石
堆 积 孔 隙 率 (%) 砂 率 (%)
碎石
如图：不管是卵石或碎石，当砂率在35～45％时，骨料 的堆积空隙率最低。
合理砂率的选用原则：
1) 粗骨料的Dmax较大，级配较好时，可选用较 小砂率； 2) 砂的细度模数较小时，砂的总表面积较大， 可选用较小砂率； 3) 水灰比较小、水泥浆较稠时，可选用较小砂 率； 4) 流动性要求较大时，需采用较大砂率； 5) 掺用引气剂或减水剂时，可适当减小砂率；

维勃稠度反映的是混凝土拌和物的什么性能？
答： 维勃稠度法适用于Dmax小于40mm，维勃稠度在5~30s之 间的混凝土拌和物稠度的测量。 主要反映了混凝土拌和物在振动力作用下的流动性和充 模性。
三、影响和易性的主要因素
(1) 水泥浆与骨料的相对用量的影响
水泥浆是混凝土拌和物产生流动的决定因素。 水泥浆包裹在骨料的表面，在骨料间起润滑作用产 生滚珠效应，减小了骨料颗粒间的内摩阻力。 水泥浆用量愈多，流动性愈好，拌和物的坍落度 增大，同时还增大了拌和物的粘聚性。 水泥浆用量较小，相对骨料用量较大，水泥浆不 足以包裹骨料表面形成润滑层，骨料间的摩擦力较 大，拌和物不易流动。

分层离析
现象：粗骨料从混凝土的水泥砂浆中分离出来的倾向，
与拌和物的粘聚性有关。 危害：分层离析将导致硬化后的混凝土产生蜂窝和麻 面，影响均匀性。

泌水
现象：混凝土中粗骨料下沉、水分上升直到表面，这
种现象叫泌水，与拌和物的保水性有关。 危害：泌水导致混凝土中粗骨料和水平钢筋下方形成 水囊和水膜，降低骨料或钢筋与水泥石的粘结力；表 面还会形成酥松层等。
(3) 骨料级配、砂率与最大粒径的影响 1) 最大粒径Dmax的影响 骨料粒径与表面积的关系
粒径 (cm) 颗粒数量 体积(cm3) 1 0.5 0.25 1 8 64 512 1 1 1 表面积(cm2) 6 12 24 48
0.125

1

对于恒定的水泥浆用量，骨料粒径越大，总表面积 越小，拌和物的坍落度越大； 对于给定的坍落度或维勃稠度，骨料粒径越大，骨 料表面吸附水越少，则用水量越少。
水泥浆用量一定时，粒径越大，表面积越小，骨 粒径越小，表面积越大，骨料表面的水泥浆越薄， 料表面的水泥浆越厚，则骨料就容易滑动，坍落度 则骨料相互连锁不易滑动，坍落度就小。 就大。
2)骨料颗粒级配的影响

级配良好的骨料，较大粒径的颗粒堆 积的空隙被较小颗粒填充，较小颗粒 堆积的空隙被更小颗粒填充，不但使 得骨料颗粒堆积的空隙率较小，填充 在空隙中的水泥浆减少，水泥浆主要 包裹在骨料的表面，而且可以避免骨 料颗粒间的连锁，利于骨料的滑动， 拌和物流动性较好。
(4) 骨料颗粒表面特征与形状的影响 表面光滑且呈等径形状的颗粒比粗糙表面且有菱 角的颗粒更利于骨料的滑动，且前者的表面积小 于后者。 因此：
在水泥浆用量相同时，前者拌制的混凝土拌和物坍落
度大于后者； 当坍落度或维勃稠度相同时，前者拌制的混凝土拌和 多菱角粗糙表面的颗粒 光滑表面颗粒 物所需用水量小于后者。
一、和易性的概念

和易性 混凝土拌合物便于施工并能获得均匀、密实 混凝土的一种综合性能，包括：
流动性：
反映混凝土拌合物在自重或施工机械振捣作用下流 动的性能，取决于拌和物的稠度。 粘聚性： 反映混凝土拌合物的抗离析、分层的性能。 保水性： 指混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。
分层离析与泌水现象及其危害
坍落度试验（Slump Test）
标准圆锥筒 将拌和物等体积地分三层填入 圆锥筒中 每一层用捣棒插捣25下 用灰刀将表面抹平 垂直提起圆锥筒，拌和物将在 自重作用下向下坍落 量出坍落的毫米数—坍落度T 适于骨料最大粒径≯40mm、 T＞10mm的塑性和流动性混凝土 拌合物稠度测定。
坍 落 度
(cm)
合理砂率
砂率(％)
问题：为什么存在一个合理含砂率？
解答：
砂率的大小影响了拌合物中骨料的总表面积和空隙 率。 当水泥浆用量一定时，砂率较小时，石子较多，砂 与水泥浆组成的砂浆不足以填满石子颗粒的空隙， 润滑作用较小，流动性、粘聚性、保水性均较差； 随着砂率增加，砂浆逐渐增多，粗骨料间润滑层逐 渐增厚，坍落度会越来越大； 当砂率过大时，骨料总表面积和空隙率太大，水泥 浆量变为不足，致使拌和物的坍落度变小，并随着 砂率增大而减小。
当用水量相同时，级配良好的骨料可以增大拌和物 的流动性。 当流动性相同时，级配良好的骨料可以减小水灰比 或减少用水量
3) 砂率的影响
基本概念： 试验表明：水灰比与用水量一定时，拌和物坍落度
混凝土拌和物中所用砂的质量占骨料总量的质量百分 先随砂率增加而增大，达到最大值后，又随砂率增加 数称为砂率。 而减小，坍落度最大时的砂率为合理砂率(最优砂率) 使拌合物的坍落度最大时的砂率称为合理砂率

二、和易性的测定与评价

和易性是一项综合性的技术指标，具有不确定性，确 切评定较困难。 GB/T50080—2002规定混凝土拌合物的和易性评价：

坍落度法：美Chapman提出，被各国广泛采用。
——塑性混凝土； 维勃稠度法：瑞典V．皮纳(Bahmer)提出。 ——干硬性混凝土。

测定：以测定其流动性为主，辅以对其粘聚性和保水 性的观察，然后根据测定和观察结果，综合评价其和 易性。
耐久性
运输、浇灌和振捣 混凝土微结构：
密实性 均匀性
工程施工要求混凝土拌合物具有哪些性能？
流动性：便于浇灌与填充模具；
均匀性：骨料在水泥浆中分布均匀，水泥颗粒
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在水中分布均匀； 保水性：水不泌出、离析。

良好性能的标志：
运输中不易分层离析； 浇灌时容易捣实或自密实； 成型后表面容易修正。
可 见 表 面 泌 水
内 泌 水
骨 料
水
沉降裂缝
混凝土表面
钢筋
水囊
问题？
和易性不良的混凝土拌合物，施工后会出现什么情况？ 答：填充不密实，产生蜂窝、麻面、空洞等缺陷； 表面出现疏松层，粗骨料颗粒和水平钢筋的下面会出现 水囊或水膜等，界面结构不密实； 造成组成不均匀，上层水泥浆多于底层，下层骨料多于 上层，表面水泥浆中含水量多于内部。 为什么混凝土拌合物会出现和易性不良？ 答：混凝土拌合物由固相与液相组成，二者的比例不当影响拌 合物的和易性。 固相与液相的密度相差较大，而且骨料粒径较大，容易 在自重作用下，发生层析；
维勃稠度试验
维勃稠度仪
透明圆盘
从开启振动台至透明圆盘底面与混凝土完全接触 所需的时间为维勃稠度值V。 本方法适用于骨料最大粒径≯40mm，维勃稠度 值在5～30s之间的拌和物稠度测定。
坍落度的选择
原则：根据施工方法、结构条件和制品要求，并参考 经验资料进行选择，在满足施工和结构条件的情况 下，尽量选用较小的坍落度，以节约水泥，提高混 凝土质量。
(3) 骨料级配、砂率与最大粒径的影响
基本原理： 混凝土中的粗细骨料的表面都将吸附一层水膜，因此， 骨料的总表面积越大，水泥浆中的自由水越少，从而 导致水泥浆稠度增加，坍落度降低； 骨料的总表面积与粗骨料的最大粒径Dmax与级配、细 骨料占骨料总量的百分比——砂率有关， Dmax越小， 粗骨料的表面积越大；砂率越大，总表面越大。 细骨料填充在粗骨料的间隙中，有效地减轻了粗骨料 颗粒间的连锁，起到拨开作用，有利于骨料的滑动或 流动。 骨料的最大粒径、级配和砂率对拌和物的和易性所 需的用水量有很大的影响
(2) 水泥浆的塑性(稠度)的影响

水泥浆是由水泥和水组成，其塑性 (稠度)取决于下列因素： 水灰比 水泥品种与细度
1) 水灰比的影响

水灰比
混凝土拌和物中用水量与水泥用量的比值。 W/C = 用水量(W)/水泥用量(C) 水灰比的大小反映水泥浆的稀稠程度(稠度)。 在水泥浆用量一定时： 增大水灰比，水泥浆变稀，粘聚性降低，颗粒 间内摩阻力减小，流动性会有所增大； 但水灰比过大，水泥浆太稀，保水性变差，会 导致混凝土拌和物出现泌水现象。
拌合物的和易性与施工工艺 施工工艺 坍落度(mm)
碾压混凝土 滑模摊铺混凝土 泵送混凝土 自密实混凝土 0 30 ~ 50 100 ~ 200 > 240
问题？
为什么坍落度筒法能反映塑性混凝土拌合物的和易 性？ 答：

A、坍落度反映了拌合物在自重力作用下的流动性； B、拌和物圆锥体在敲击下，是否崩落反映了粘聚性； C、拌和物圆锥体下方是否有水泌出，反映了保水性。