关于新拌混凝土的稳定性问题

关于新拌混凝土的稳定性问题

0引言

工作性是新拌混凝土的一个重要性能。随着混凝土技术的发展，我国新拌混凝土的流动性发生了相当大的变化。在外加剂推广应用前，现浇混凝土的坍落度只有几十毫米，预制建筑构件基本上采用干硬性混凝土；减水剂推广应用后，现浇混凝土的坍落度增大到80～100mm；商品混凝土普遍应用后，为了满足泵送的要求，现浇混凝土的坍落度增大到180mm左右；近年来，现浇混凝土的坍落度还在增大，220～240mm坍落度的混凝土成为我国目前建筑工程现浇混凝土的主流，坍落度大于240mm的混凝土也不少见。即便如此，建筑工地现场加水现象还是极为普遍。与此同时，混凝土离析现象日益严重，混凝土开裂现象屡见不鲜。不仅建筑工地现场如此，一些建筑构件的生产企业也采用坍落度超过200mm的混凝土。由于混凝土浇筑是一项非常辛苦的工作，目前很少有人愿意从事这项工作。大坍落度混凝土可以减轻劳动强度，因而被普遍采用。但是，大坍落度混凝土如果控制不好，极易离析。在现实条件下如何控制新拌混凝土的质量是一个亟待解决的问题。

目前，我国新拌混凝土的技术指标主要是坍落度，其它要求很少。坍落度是新拌混凝土流动性的一个表征。一般来说，坍落度越大，新拌混凝土的流动性越好。但是，坍落度并不是对新拌混凝土质量的全面表征，至少说它不能反映新拌混凝土的稳定性。以前，我国普遍采

用塑性混凝土，流动性是影响施工的主要因素，很少出现离析问题。在商品混凝土推广应用的初期，新拌混凝土的坍落度一般不超过180mm，离析现象虽有出现，但一般都出现在C20以下的低强度等级混凝土中。由于低强度等级混凝土用量较少，而且不用于重要部位，因而离析问题也不太突出。随着新拌混凝土流动性要求的提高，新拌混凝土不稳定现象日益突出。不仅低强度等级混凝土出现离析，C30混凝土和C35混凝土也出现较严重的离析，甚至C40混凝土也有不同程度的离析，这些都是目前用量最大的混凝土。因此，我国目前混凝土工程的施工质量令人担忧。在这样的背景下，新拌混凝土的稳定性应该引起工程界的重视，成为新拌混凝土不可或缺的一个质量控制指标。

文章针对目前大体积混凝土普遍存在的不稳定问题，分析了新拌混凝土不稳定可能带来的问题，尤其是分析了对硬化混凝土性能带来的问题。这些问题对混凝土工程的施工质量有着较大的影响，也是目前混凝土开裂较严重的一个重要原因，而这一点目前还没有被人们认识和关注。为了解决好新拌混凝土的稳定性问题，文章结合混凝土工程实际情况，提出评定新拌混凝土稳定性的方法，给出保证混凝土稳定性基本思路。

1新拌混凝土工作性的含义及确定的依据

对于新拌混凝土的工作性，目前还没有一个公认的确切定义。1932年，Powers将新拌混凝土的工作性定义为:工作性是一种确定拌和物浇灌难易程度和抵抗离析能力的性能，它包括了流动性和内聚性

两种作用。1947年，英国道路研究试验室的Glanville、Collins和Matthews认为，工作性只反映新拌混凝土本身的特性，并将工作性定义为使新拌混凝土达到充分密实所需要的有效功(即克服内摩擦而做的功)。Hallstom、Newman、Poppvies、Hughes及太卷等人也分别在1951年、1960年、1966年、1968年和1970年提出过工作性的定义。1983年，黄大能等将新拌混凝土的工作性定义为“混凝土拌和物在拌和、运输、浇筑、捣实、抹平一系列操作过程中，在消耗一定能量情况下，达到稳定和密实的程度”，并认为工作性的含义应包括流动性、可塑性、稳定性、易密性四种特性，缺一不可。尽管目前对新拌混凝土的工作性还没有一个统一的定义，但可以肯定，新拌混凝土的工作性并非仅仅是流动性的表征，而应是多方面特性的表征。作者尤其强调新拌混凝土的稳定性，并指出:新拌混凝土的稳定性指的是从时间上要保持稳定，从空间上也要保持稳定。从时间上说，由于新拌混凝土的制备与使用不是在同一个地方，从制备地点到使用地点需要经过一个运输过程，需要一定的运输时间，在这段时间内，新拌混凝土的性能不能发生较大的变化。从空间上说，新拌混凝土在各种作用(如重力作用、机械振捣作用等)下，能够保持原有的均匀性。从上述定义看，人们早就认识到新拌混凝土的工作性不仅仅指流动性，它具有多方面的内涵。在Powers的定义中，不仅注意到流动性，也注意到内聚性；不仅注意到浇灌的难易程度，也注意到抵抗离析的能力。在黄大能的定义中，也明确指出新拌混凝土的工作性不仅指流动性，还包括可塑性、稳定性和易密性。由此可见，对于新拌混凝土来说，

稳定性或抵抗离析的能力是非常重要的。在混凝土的施工过程中，仅仅提高新拌混凝土的流动性，不改善新拌混凝土的可塑性、稳定性和易密性，就无法保证新拌混凝土的正常施工。如果为了提高新拌混凝土的流动性而使新拌混凝土的可塑性、稳定性和易密性变差，反而会影响混凝土的施工。

对于大流动性混凝土来说，稳定性与流动性是同等重要的。流动性是大流动性混凝土的特征性能，稳定性则反映保持原有均匀性的能力。目前，新拌混凝土离析现象十分严重，正是由于缺乏对新拌混凝土稳定性的控制。

2新拌混凝土稳定性较差可能带来的问题

近年来，建筑工程普遍采用大流动性混凝土施工，因为大流动性混凝土可以减轻劳动强度，便于施工。但是采用大流动性混凝土施工时，如果没有较好的稳定性，不仅不利于施工，还会影响混凝土的性能，影响工程质量。

2.1新拌混凝土稳定性对混凝土施工的影响

混凝土工程的施工包括混凝土的输送、浇筑、振捣等过程。在施工过程中，物料将发生运动。对于混凝土的运动，仅仅考虑流动性是不够的，稳定性也是非常重要的。新拌混凝土是一个多组分的聚集体。对于质量优良的混凝土，各组分的运动是相互制约的，是协调的。如果混凝土的稳定性较差，各组分之间的相互制约较差，在混凝土的运动过程中就会出现不协调的现象。如在新拌混凝土的泵送时，如果混凝土的稳定性较差，骨料与水泥浆之间的相互作用较弱，骨料的运动

滞后于水泥浆的运动，使得泵送出去的物料中骨料含量较少，水泥浆较多。部分骨料积存在管道中，影响后续物料的运动，严重时则堵塞管道。在混凝土浇筑过程中，如果各组分之间不能相互制约，由于各种物料物理性质和几何性质的差异，运动方向和速度是不一致的。较大较重的骨料颗粒容易向下运动，较轻的水则容易向上运动，使得混凝土不均匀。遇到障碍物时，如果水泥浆的黏滞力不足，骨料颗粒容易被阻挡，在障碍物附近滞留，严重时可能阻碍后续物料的运动，使混凝土不密实。由此可见，对于混凝土的施工，无论是物料的输送还是浇筑成型，并非是混凝土坍落度越大越好，必须保证新拌混凝土具有较好的稳定性。尤其是大流动性混凝土，稳定性对施工性能更为重要。仅仅提高新拌混凝土的流动性不一定有利于施工。如果在提高新拌混凝土流动性时降低了稳定性，反而不利于混凝土的施工，甚至影响混凝土工程的施工质量。

2.2新拌混凝土稳定性对硬化混凝土性能的影响

新拌混凝土的稳定性直接影响到浇筑出混凝土的均匀性。如果新拌混凝土没有较好的稳定性，即便新拌混凝土搅拌得非常均匀，也难以保证浇筑出的混凝土是均匀的。如果新拌混凝土离析较严重，骨料容易下沉，水分容易上移，浇筑出的混凝土构件可能下部骨料较多而上部骨料较少，也可能下部水胶比较小而上部水胶比较大。

硬化混凝土的性能与其组成有着密切的关系，混凝土组成的不均匀必然导致混凝土性能的不均匀。从混凝土的强度来看，如果新拌混凝土不离析，混凝土的设计水胶比与实际混凝土水胶比是一致的；如