碾压混凝土的主要技术性质

碾压混凝土的主要技术性质3．1 鼹压混凝土拌和物的性质3．1．1 碾压混凝土拌和物的工作性碾压混凝土拌和物的工作性包括工作度、可塑性、稳定性及易密性。

工作性较好的碾压混凝土拌和物，应具有与施工设备及施工环境条件(气温、相对湿度等)相适应的工作度。

较好的可塑性是指碾压混凝土拌和物在一定外力的作用下，能产生适当的塑性变形。

较好的稳定性是指在施上过程中碾压混凝土拌和物不易发生分离。

较好的和易性则是指碾压混凝土拌和物在振动碾等施工压实机械作用下易于密实并充满模板。

碾压混凝土的特定施工方法要求其拌和物必须具有适当的工作度，既能承受住振动碾在上行走不陷落，也不能拌和物因过于干硬使振动碾难以碾压密实。

由于碾压混凝土拌和物是一种超干硬性拌和物，坍落度为零，因此无法用坍落度试验宋测定其工作度。

用常规的VB试验也难以测定碾压混凝土拌和物的工作度。

目前工程界多采用对Ⅷ试验改进后所形成的VC试验方法来测定碾压混凝土拌和物的工作度。

1．VC值的测定VC试验的原理，就是在一定振动条件下，碾压混凝土拌和物的液化有一个临界时间，达到此临界时间后混凝土迅速液化，这个时间可间接表示碾压混凝土的工作度，工程上也称VC值。

VC值用维勃稠度仪测定，图3-1为维勃稠度仪示意图。

第40页用维勃稠度仪测vC值的操作过程为：先按照规定方法把碾压混凝土拌和物装入坍落度筒，提起坍落度筒后，再依次把透明圆盘、滑杆及配重砝码加到拌和物表面。

再松动滑杆紧固螺栓，开动振动台同时记时，记下从振动开始到圆压板周边全部出现水泥浆所需的时间，并以两次测值的平均值作为拌和物的稠度(VC值)，单位为s。

我国碾压混凝土施工规范规定VC的取值范围一般为5～15s，近年来不少工程为解决碾压混凝土施工过程中的层面结合问题，倾向于选择较低的VC值，甚至低于5s。

2．影响VC值的主要因素(1)单位用水量单位用水量是影响碾压混凝土拌和物VC值的决定性因素，VC值一般随着单位用水量的增大而减小，如图3-2所示。

碾压混凝土原材料骨料最大粒径和砂率一定时，如果单位用水量不变，则水胶比的变化对拌和物VC值的影响不大。

(2)粗骨料用量及特性碾压混凝土拌和物是山砂浆和粗骨料组成的，在砂浆配合比一定的条件下，若粗骨料用量多，砂浆用量相对减少，则大颗粒骨料之间的接触面相对增大；在相同振动能量下，液化出浆困难，VC值增大。

此外，在相同条件下，碎石碾压混凝土拌和物的vc值较卵石碾压混凝土拌和物的大：吸水性大的骨料VC值较大：粗骨科的最大粒径越大，则礁压混凝土拌和物颗粒移位和重新排列所需要的激振力越大，VC值也越大。

(3)砂串及砂的性质试验表明，当用水量和胶凝材料用量不变时，在一定范围内，碾压混凝土拌和物的vc值将随着砂率的增加而减小；当砂率超过一定范围后，再继续增加砂率，则vc值反而增大，如图3-3所示。

图中所示曲线的最低点所对应的砂率R1为最佳砂率。

(4)粉煤灰品种及掺量粉煤灰的细度、烧失量、颗粒形态下的需水量及掺量对碾压混凝土的用水量和VC值均有较大影响。

一般情况下，粉煤灰越细，碾压混凝土拌和物的VC值越小。

若水胶比及胶凝材料用量一定，则在某一范围内，VC值随粉煤灰掺量的增大而增加；当粉煤灰范围超过一定值以后，随着粉煤灰掺量的增大，碾压混凝土拌和物的VC值反而降低。

图3—4为某碾压混凝土坝工程的粉煤灰掺量与VC值关系曲线。

(5)外加剂一般在碾压混凝土拌和物中加入减水剂或引气剂，可使其yc值降低。

什么是住宅的进深? 住宅的进深,在建筑上是指一间独立的房屋或一幢居住建筑从前墙皮到后墙皮之间的实际长度。

为了保证建成的住宅具有良好的自然采光和通风条件,住宅的进深在设计上有一定的要求。

在住宅的高度(层高)和宽度(开间),确定的前提下,设计的住宅进深过大,就使住房成狭长型,距离门窗较远的室内空间自然光线不足。

进深大的住宅可有效地节约用地。

什么是住宅的开间? 在住宅设计中,住宅的宽度是指一间房屋内一面墙皮到另一面墙皮之间的实际距离。

因为是就一自然间的宽度而言,故又称为开间。

与住宅的进深一样,住宅的开间在设计上也有严格的规定。

就我国目前大量建造的砖混住宅来讲,住宅开间一般不得超过3.3米。

规定较小的开间尺度,可有效缩短楼板的空间跨度,增强住宅结构整体性、稳定性和抗震性。

第5章大体积混凝土一、大体积混凝土的定义在工程实践中常遇到大体积混凝土结构，如大型设备基础、高层建筑基础底板、构筑物基础、桥梁墩台、深梁、水电站坝等。

由于这些结构体积大、整体行要求高，往往不宜留置施工缝。

此外，水泥水化时放出大量热量，当结构体积大时，混凝土内部聚集的热量长期不易散失，混凝土内部和周围大气环境间形成较高温度差，由于温度应力常造成混凝土开裂。

因此，美国混凝土学会曾强调指出：―任何就地浇筑的大体积混凝土，必须要求采取措施，解决水化热及随之引起的体积变形问题。

以最大的限度减少开裂。

‖综述所述，应十分慎重组织大体积混凝土的施工，以防止出现质量事故。

对于大体积混凝土的定义有不同的解释，日本建筑学会标准（JASS5）的定义：―结构断面最小尺寸在800mm以上，水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差超过25°C的混凝土，称为大体积混凝土。

‖ 我国某施工单位制定的―大体积混凝土工法‖中认为：凡结构断面最小尺寸大于3000mm的混凝土块体；或者单面散热的结构断面的最小尺寸在750mm以上，双面散热在1000mm以上，水化热引起的最高温度与外界气温之差预计超过25°C的混凝土，均可称为大体积混凝土。

总之大体积混凝土还没有一个统一的定义。

但是用结构尺寸大小来定义大体积混凝土结构过于机械，有些结构的尺寸并不很大（如某些地铁隧道底板厚度仅0.5m）但受到外界约束很大，也避免不了出现裂缝。

采用以上定义方法有可能对某些本应属于大体积的混凝土结构忽略了对施工的预控。

至于用混凝土结构可能出现的最高温度于外界气温之差的某一规定值来定义大体积混凝土也不够严密。

因为―温度差‖只有在约束条件下才起作用。

当内外约束（限制）较小时，就可允许混凝土和外界温度差较大，反之较小。

我国有关设计规范中曾规定，当基础混凝土28d龄期的极限拉伸值不低于0.85×10-4时，施工质量均匀、良好，短间歇均匀上升的浇筑块、基础的容许温度差一般按表5-1该规定中考虑了约束条件及混凝土的抗拉能力，从而规定容许温差，是较科学的。

二、大体积混凝土的温度及湿度变形温度变形产生的原因很多，在这里仅讨论由于温度和湿度变化而产生的混凝土的变形。

当升温时或混凝土吸湿时体积膨胀，当降温时或混凝土失水时，体积收缩。

随着有无限制条件，混凝土的膨胀及收缩变形产生不同的结果。

1．限制条件的影响（1）限制条件根据有无限制条件混凝土的收缩可分为自有收缩及限制收缩，膨胀可分为自由膨胀和限制膨胀。

但是，可以认为任何混凝土变形都受到程度不同的限制，几乎没有不受限制的自由变形。

大体积混凝土所受到的内外限制见下图（2）限制条件的影响自由收缩不会影响混凝土开裂，但限制收缩达到某种程度时可能引起开裂。

反之自由膨胀引起开裂而限制膨胀不发生开裂。

例如：1）小尺寸的板、块、杆当不配筋或只配少量钢筋又无其他限制时，收缩再大也不会开裂。

2）配有较多粗钢筋的梁、大尺寸板，基础嵌固很牢的底板或路面，大体积混凝土的表层等在干燥或剧烈降温时，产生较大的限制收缩，引起混凝土的开裂。

3）小尺寸的混凝土梁、板、块以及较小尺寸结构的钢筋保护层部分，变形不受限制，当受到某些因素作用产生过大膨胀变形时，有可能开裂或产生表面裂缝。

4）当大体积混凝土中配筋适度，或受到周围老混凝土有效限制，甚至有坚固模板的限制时，膨胀变形不但不会引起开裂，还能得到质地致密、抗渗性好、强度较高的混凝土。

（3）相向变形和背向变形相向变形使混凝土质点的间距缩小，组织致密，自由收缩是相向变形。

背向变形使混凝土质点间距较大，组织变松，自由膨胀是背向变形，膨胀超过一定限度就会开裂。

而限制下的收缩和膨胀同时包含相向及背向两种变形（图5-2）。

可将限制膨胀分解为两部分变形：一是假定未受到限制，质点间距从原长l1增加到不受限制时能达到的长度l2也就是自由膨胀的全部变形，这部分是背向变形；另一是因限制作用使质点间距从上面达到的长度l2减小到限制后实际达到的长度l3，这部分是相向变形。

当限制程度足够大时，非但使混凝土避免开裂，并能起增强和密实的好作用。

限制收缩也可分两个部分的变形：一是假定未受到限制，质点间距从原长l1减小到不受限制时能达到的长度l2，即自由收缩的全部变形，这部分是相向变形；另一是因限制作用使质点间距从上面达到的长度l2加大到限制后实际达到的长度l3，这部分是背向变形。

当限制程度很大时，这部分背向变形会引起开裂。

2．混凝土的湿度变形（干缩及湿胀）混凝土中水分存在于孔隙中，这些孔隙分布在水泥石、骨料及骨料与水泥石之间和钢筋与水泥石之间的交界处。

孔隙分胶孔、毛细孔、气孔。

气孔（直径在1mm到0.01mm 之间）中存在自由水，其增减不引起混凝土体积变化。

毛细孔尺寸比气孔小100倍，其中存在着受毛细管力作用的可蒸发水，此种水分蒸发将引起体积收缩，胶孔比毛细孔小1000倍，即约为10～40A（埃）（1A＝10）约为水分子直径的5倍。

胶孔中经常充满着水、不易蒸发。

但胶孔水仍对混凝土大体积变化有重要影响。

1）干缩机理T.C.Powers对干缩机理提出如下假设：当水分进入干燥的凝胶孔时，吸附水被均匀分布到固体颗粒全部表面。

当相对湿度达到100％时或在水中时，固体颗粒表面吸附水层厚度可达5个水分子直径，即两个粒子间需有10个水分子直径的间距，但胶孔平均尺寸只约5个水分子直径，容纳不下10个水分子直径厚度的吸附水，因此产生吸附水对粒子的推力。

此推力大小随环境湿度而变。

当相对湿度达到100％时推力最大，体积膨胀，即湿胀现象。

当湿度降低，推力减小，毛细孔水也开始蒸发，在毛细孔中产生拉应力，相应的在固体结构中产生压应力。

随着推力减小与压应力增加，体积就收缩。

毛细孔含量愈多，周围的压应力就愈大，收缩率也愈大。

当环境相对湿度降低到40％以下时，固体颗粒表面吸附水膜的厚度不足两个水分子直径，胶孔中就不饱含水分，就不产生推力，体积收缩就更加剧烈。

在砂浆和混凝土中骨料起着阻止水泥石收缩的作用，混凝土的收缩率只是水泥石的1/10。

（2）影响干缩率的因素1）骨料：骨料在混凝土中含量以及骨料的弹性模量对干缩率有重要影响。

骨料尺寸及级配影响不大。

2）存放条件（环境湿度）对干缩率有重要影响。

延长湿养时间可推迟干缩的发生与发展，但对最终的干缩率并无显著影响。

3）水灰比与加水量：水灰比及加水量大时干缩率大。

4）尺寸形状：试件（构件）尺寸增加，则干缩率减小。