水对预拌混凝土强度的影响

A0 A1 A2 A3 A4 B0 B1 B2 B3 C0 C1 C2 C3 D0 D1 D2 E0 E1 E2 E3 F1 F2 F3 G0 G1 G2 G3 H1 H2 I1 I2 I3 I4 I5 J1 J2 J3 J4
0.450 0.475 0.500 0.525 0.550 0.450 0.475 0.500 0.525 0.450 0.475 0.488 0.525 0.45 0.475 0.500 0.450 0.500 0.550 0.600 0.475 0.488 0.500 0.450 0.475 0.488 0.525 0.475 0.550 0.500 0.500 0.500 0.450 0.500 0.452 0.450 0.450 0.450
上述情况常有发生，有时还有粗细骨料的含水率同时少 计，易使混凝土拌合物发生离析和强度下降。由表 1可知， 案例综合1，每方混凝土拌合物多加了30kg水，混凝土强 度将由43.2MPa降为36.4MPa，如果再遇上工地第2天就拆 模且不再保湿养护，例如柱和剪力墙，则28d龄期强度还 要再降30%，降为25.5MPa。这种低强度的现场C35混凝 土，是大家所不能接受的。 这种“忽视骨料含水率变化，在不知不觉中多加了水” 的现象是很容易被发现的。因为，水一多则流动性马上偏 大，甚至离析。电脑操控员或工艺员只要认真观察，还是 容易控制好用水量的。
由于等待时间长和温度 高等原因，坍落度降低 了，常在施工现场单独 增加用水量。
砂中含水率少计2.5% 砂中含水率少计5.0% 石中含水率少计1.0% 石中含水率少计2.0% 综合1=（31+41）案例 综合2=（32+42）案例
注：f =0.53×0.88×0.98×42.5×1.10×(400/180-0.20)=21.37×(1/0.45-0.20)=43.2MPa，配 制C35混凝土。
假设由于等待时间长和气温高等原因，在坍落度经时损 失量大的情况下，在施工现场单独增加用水量，有时会达 到每方混凝土中增加20～40 kg水。 在原材料品质良好的条件下，在搅拌楼每方混凝土中增 加20～40 kg水，这几乎是不可能的事。但在细骨料的含 水率大幅度波动（料堆底层，或突然降大雨）的情况下， 这种情况还是有可能发生的。 由此可见，单独增加10或20或40用水量，混凝土强度降 低率分别为5.8%或10.9%或19.9%。因此，对于工地加水 ，忍无可忍。在工地在混凝土拌合物坍落度损失严重的情 况下，必须通过再掺加泵送剂的方法对和易性进行调整。
所以只要有一个材料变了，（理论上）就要进行试验室 试拌，控制实际用水量，调整泵送剂的掺量。例如，换了 粉煤灰或水泥或泵送剂或砂等，就得试拌。更不能把搅拌 楼当成试拌的平台。 以下就由原材料品质降低而引起的多加水现象进行探讨 。
表2 由原材料等品质降低而引起的多加水现及混凝土强度降低的计算和分析
案例 水胶比 每方C35混凝土的原材料用量（kg/m3） 坍落度 抗压 胶凝材料 水 细骨料 粗骨料 泵送剂 (mm) 强度 (MPa) 400 180 +10 +20 +30 +40 不变 +10 +20 +30 不变 +10 +15 +30 不变 +10 +20 不变 +20 +40 +60 +10 +15 +20 不变 +10 +15 +30 +10 不变 +20 +20 +20 不变 不变 +10 不变 不变 不变 800 1000 8.0 200 43.2 40.7 38. 5 36.4 34.6 43.2 40.7 38. 5 36.4 43.2 40.7 39.5 36.4 43.2 40.7 38. 5 43.2 38. 5 34.6 31.3 40.7 39.5 38. 5 43.2 40.7 39.5 36.4 40.7 41.3 38. 5 38. 5 38. 5 43.2 38. 5 36.9 40.5 38.7 37.3 强度 降值 (MPa) 0 2.5 4.7 6.8 8.6 0 2.5 4.7 6.8 0 2.5 3.7 6.8 0 2.5 4.7 0 4.7 8.6 11.9 2.5 3.7 4.7 0 2.5 3.7 6.8 2.5 1.9 4.7 4.7 4.7 0 4.7 6.3 2.7 4.5 5.9 备注
在混凝土的配制强度确定后，在胶凝材料（28 d）胶砂 强度一定的条件下，水胶比就被首先确定；再在泵送剂的 减水率和施工要求和易性已知的条件下，混凝土的用水量 就被确定了。混凝土的配合比经过了初步计算、试拌及和 易性调整、以及水胶比和强度调整，最终得到了实验室配 合比。其中的用水量和水胶比是一定的或是确定的，不应 变动，不然就会导致混凝土强度的变化。
有个实例，可说明多加水造成的后果。某搅拌站的一 车混凝土拌合物很顺利地到达了工地，泵送到十层楼面浇 筑柱梁板，当打满柱再打梁和板时发现该混凝土拌合物严 重离析，无法使用，在被阻止前已浇筑约5方这样的混凝 土，导致这一浇筑区域的混凝土在第二天被清除、钢筋重 新布置和模板重新支撑，多支出人工费和材料费5万元。 对于上述混凝土拌合物的严重离析现象，普遍猜测是搅拌 楼上多加了水。查看搅拌楼记录和监控录像，前中后这三 车混凝土的用水量相同，卸料口混凝土拌合物的流动性也 相当，搅拌楼没有多加水。后经监控录像可知是驾驶员未 清倒搅拌筒中的冼车水或其他积水。这些水就会使每方混 凝土拌合物单独增加用水量约为40 kg，导致本该正常的 混凝土拌合物严重离析，不得不拆除，造成损失。
2.2忽视骨料含水率变化，在不知不觉中多加了水 在原材料等质量稳定的条件下，按设计好的配合比拌制 混凝土，按技术要求控制混凝土质量。在通常情况下不会 增加用水量，电脑操控员或工艺员的权限一般定为每方混 凝土可增加不大于5 kg或不大于10 kg用水量。并应及时 汇报试验室主任，采取必要的措施。 一般情况下粗细骨料的含水率是常有波动的，如遇下雨 或在料堆的底层多会使骨料的含水率增加。假设由于粗骨 料的含水率少计1.0%和2.0%，则在每方混凝土中多增加 了10和20kg水而少用了10和20kg粗骨料；又假设由于细 骨料的含水率少计2.5%和5.0%，则在每方混凝土中多增 加了20和40kg水而少用了20和40kg细骨料。多加水和少 用骨料都会使混凝土的强度降低。
2 关于多加水引起的强度波动 以配制C35泵送（坍落度180 mm）混凝土（配制强度 43.2 MPa）为例，在不掺泵送剂的条件下其用水量为240 kg/m3。该混凝土的配合比经过了初步计算、试拌及和易 性调整、以及水胶比和强度调整，最终得到了实验室配合 比为胶凝材料：水：细骨料（已整形的机制砂（中砂）） ：粗骨料（5～31.5 mm碎石）：泵送剂（固体） =400:180:800:1000:2.4 kg/m3，详见表1。其中采用42.5级 普通水泥、II级粉煤灰和S95矿渣粉用量分别为280、50和 70 kg/m3，泵送剂用量为8 kg/m3（泵送剂为水溶液，含固 率为30%，其中的含水量应计入用水量中，减水率为25% ，减水组分以脂肪族减水剂为主），水胶比为0.45，用水 量为180 kg/m3。
对于混凝土搅拌楼的控制，应按照“最终得到的实验室 配合比”转化为施工配合比，它必须是设法拌出满足和易 性要求的混凝土。但由于原材料的波动，用水量会产生波 动，会引起混凝土强度的波动。对此在搅拌楼工作的人们 已做出了很多努力，但仍有不合常规的情况发生。 因此，在当今，虽然违规增加用水量的事已越来越少； 但不可控的增加用水量的事实却常有发生，从而导致强度 降低。为此，作者通过近年来的实践经验，撰写成此文， 与大家分享，取长补短，共同提高。
2.1由单独增加用水量而引起的强度降低 为了揭示用水量增加与混凝土强度降低之间的关系，在 此先建立一个多加水与强度降低之间的关系。例如，在上 述C35混凝土拌合物中每方单独分别增加用水量为0、5、 10、20、30、40和50 kg的条件下，混凝土的水胶比依次 增加分别为0.450、0.462、0.475、0.500、0.525、0.550和 0.575，混凝土的抗压强度（在搅拌均匀的条件下，经过 计算）依次降低分别为43.2、42.0、40.7、38.5、36.4、 34.6和32.9MPa；与不加水的混凝土强度相比较，其混凝 土强度降低值分别为0、1.2、2.5、4.7、6.8、8.6和 10.6MPa，其混凝土强度降低率分别为0%、2.8%、5.8% 、10.9%、15.7%、19.9%和24.5%。详见表1。
水对预拌混凝土强度的影响
水能载舟也能覆舟。 水能提高流动性也能降低强度。
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摘要：本文就当今预拌混凝土强度随搅拌楼 用水量控制的变化规律进行了探讨。提出了用 水量增加与强度下降之间的关系以及原材料品 质降低与用水量增加之间的关系，得出原材料 品质下降是用水量增加和强度降低的主要原因。 因此，要精心设计好混凝土配合比，只要有材 料变了，就要引起注意，在满足强度及和易性 的条件下及时进行试验室试拌，以控制搅拌楼 实际用水量。 关键词：用水量；强度；预拌混凝土；原材 料品质
1.引言 在胶凝材料（水泥+矿渣+粉煤灰+其它掺合料等）强度 及其单位体积用量一定的条件下，水胶比或单位体积用水 量将是影响混凝土强度最主要的因素，也是决定性因素。 在理论上，水泥水化时所需的结合水仅为水泥质量的 24%左右。在水胶比为0.24时，混凝土拌合物是没有流动 性的，除非掺加特殊的高效减水剂。在实际工程中为了获 得必要的施工和易性，在拌制混凝土拌合物时常需加入较 多的水，导致普通混凝土的水胶比提高，通常在0.30～ 0.70之间。当混凝土硬化后，多余水分残留在混凝土中形 成水泡，蒸发后则形成气孔，从而减小了混凝土抵抗荷载 的有效截面，并在气孔周围形成应力集中，进而降低混凝 土强度。
2.3忽视原材料品质的变化，在不知不觉中多加了水 在骨料含水率确定的条件下，按照设计好的（能满足强 度、和易性、耐久性和经济性要求）混凝土配合比，用于 搅拌楼，此时拌出来的混凝土拌合物，一定是以满足和易 性为准的。 满足坍落度要求，满足泵送，满足施工要求，不然或吵 架，或工地加生水，或浇筑面上再加水，导致混凝土强度 降低。 但在原材料品质有较大波动的情况下，不进行检测，不 进行试拌，而且忽视这些波动，在搅拌楼在不知不觉中， 多加了水，而且似乎是有理由的多加水。这实际上要比工 地加生水，更不可取更可恶。
泵送剂减水率为25% 泵送剂减水率由25%降为21% 泵送剂减水率由25%降为17% 泵送剂减水率由25%降为12% 泵送剂减水率由25%降为8% 泵送剂对水泥或粉煤灰的适用性好 泵送剂对水泥或粉煤灰的适用性较好 泵送剂对水泥或粉煤灰的适用性中 泵送剂对水泥或粉煤灰的适用性差 Ⅱ粉煤灰，适应性好 准Ⅱ粉煤灰替换Ⅱ粉煤灰 Ⅲ粉煤灰替换Ⅱ粉煤灰 更差粉煤灰替换Ⅱ粉煤灰 水泥标准稠度用水量27% 水泥标准稠度用水量28.5% 水泥标准稠度用水量30% 砂含石粉或泥量1%，用水量不变。 砂含石粉或泥量6%，用水量增加20kg，还应增加减水剂。 砂含石粉或泥量11%，用水量增加40kg，还应增加减水剂。 砂含石粉或泥量16%，用水量增加60kg，还应增加减水剂。 碎石含石粉或泥量2%，，用水量增加10kg，还应增加减水剂。 碎石含石粉或泥量3%，用水量增加15kg，还应增加减水剂。 碎石含石粉或泥量4%，用水量增加20kg，还应增加减水剂。 已整形的机制砂 普通机制砂取代已整形的机制砂 碎屑（已去粉）取代已整形的机制砂 某山砂（部分风化）取代已整形的机制砂 小碎石20替换大碎石31.5 卵石替换碎石 外掺40kg膨胀剂，由于外掺，未增加泵送剂。 外掺40kg假膨胀剂（实为粉煤灰），未增加泵送剂。 外掺40kg假膨胀剂（实为石灰石粉），未增加泵送剂。 取代粉煤灰内掺40kg假膨胀剂（实为粉煤灰） 取代粉煤灰内掺40kg假膨胀剂（实为石灰石粉） Ⅱ粉煤灰取代40kg矿渣，超量掺入40×1.5=60 使用50kg假粉煤灰（实为石灰石粉） 使用70kg假矿粉（实含50%粉煤灰） 使用70kg假矿粉（实含50%石灰石粉）
10 21 22 23 24 25 26 31
32 41 42 51 52
180
43.2 42.0 40.7 38. 5 36.4 34.6 32.9 38.5
34.6 40.7 38.5 36.4 31.3
1.2 2.5 4.7 6.8 8.6 10.3 4.7 8.6 2.5 4.7 6.8 11.9
表1 多加水而引起混凝土强度降低的计算与分析
案例 水 胶 每方C35混凝土的原材料用量 比 （kg/m3） 水 胶 细 粗骨 泵 凝 骨 料 送 料 剂 材 料 0.450 400 180 800 1000 2.4 0.462 +5 0.475 +10 0.500 +20 0.525 +30 0.550 +40 0.575 +50 0.500 +20 0.550 0.475 0.500 0.525 0.600 +40 +10 +20 +30 +60 坍落 抗压 度 强度 mm MPa 强度 备注 降值 MPa