混凝土和易性调整探讨
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
当液体体积继续增加，骨料体积继续减少时，骨料表面的 液体层厚度也越大，骨料越自由，流动性进一步提升，但当 液体数量继续增加时，新拌混凝土的运动主要是液体的运动， 液层厚度的影响减弱，此时流动性主要取决于液体的黏度。 由此，我们可以得到影响混凝土流动性的主要因素是骨 料所占的体积率以及液体的粘度。
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
2．新拌混凝土流动性分析 新拌混凝土中，骨料颗粒相当于固体粒子，而水泥浆相当 于液体，当没有液体时，固体粒子堆积在一起，形成一定数 量的空隙。由于固体粒子的相互支撑作用，颗粒不能移动， 因此不具流动性，加入液体后，部分液体填充在固体粒子堆 积所形成的空隙中，剩余的液体将固体粒子撑开，在颗粒表 面形成浆层。由于液体的进入破坏了固体粒子的支撑结构， 使颗粒变得自由而可以移动，因而表现出流动性。因此使新 拌混凝土表现出流动性的关键在于液体体积必须超过固体粒 子堆积的空隙体积（骨料极限体积率）。
要实现预期的体积比例，材料的空隙率是一个非常重要
的影响因素。
C35
质量/kg 体积/L 总体积/L
水泥 粉煤 灰
265 88 90 37
矿 粉
30 10
机制 砂
750 277
青 砂
150 55 1005
石
1000 350
水
160 160
外加 剂
7.7 8
空 气
0 20
对于上表中的石头，计算37%和40%的空隙率，则该堆石头实际所占体
10
第二部分 混凝土配合比参数探讨
体积法设计的好处是可以避免各材料密度的影响，整个配 合比设计的思路可认为是通过鲍罗米公式计算水灰比（同样 可以换算为体积比）确定强度，通过计算其他的参数如砂率
等来保证各组分之间达到一定的体积比，从而使混凝土具有
良好的工作性。
11
第二部分 混凝土配合比参数探讨
空隙率
减水剂的使用更需要谨慎。如减水剂选择不当，就有可能变
成了速凝剂。
15
第三部分 减水剂的作用
表1 减水剂对不同石膏类型水泥凝结时间的影响
减水剂 掺入量∕% 二水石膏∕h:min 初凝 终凝 硬石膏∕h:min 初凝 终凝
木质素类 糖类
TF UNF
0.2 0.2
0.5 0.5
4：11 5：25
6：51 2：24
13
第三部分 减水剂的作用
减水剂与水泥适应性
1.1 水泥中铝酸三钙的含量 水泥中影响水泥与减水剂适应性的主要因素是水泥中的铝 酸三钙的含量。经过实验，水泥中铝酸三钙的含量在 6% 以 下水泥与减水剂的适应性较好，反之，水泥中铝酸三钙的含 量越高适应性就越差。
14
第三部分 减水剂的作用
1.2 水泥中石膏的种类 由于水泥在粉磨过程中要加入一定量的石膏作为缓凝剂。 因此，石膏的种类也就成为影响水泥与减水剂适应性的一个 重要因素。石膏按其结晶水的含量分为二水石膏 (又称生石 膏)、半水石膏 (又称熟石膏或烧石膏)、硬石膏 (又称无水石 膏 ) 。石膏的不同形态以及各种工业副产石膏的使用，使得
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
3.影响混凝土流动性的主要参数 混凝土内部包含了三个液体-骨料的体系：
对于净浆，水是液体，粉料是骨料；
对于砂浆，流动性良好的净浆是液体，砂是骨料；
对于混凝土，流动性良好的砂浆是液体，石头是骨料；
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
用于评定液体 / 骨料的体积比例的参数很多，混凝土中常 用的有水胶比、砂率、骨料空隙率（级配）、浆骨比、以及 还有净浆与砂体积比等参数，由于混凝土材料及性能要求的 复杂性这些参数最佳值最终仍然必须通过试配确定，例如这 里仅包含流动性而未考虑到稳定性、包裹性等指标，因此当 流动性不断提高时，最终会出现液体的粘度降低过多，导致 无法带动骨料一起流动，从而产生骨料堆积的不良现象，但 对于材料相同的混凝土，在一定调整范围内时上述的趋势是 明显的，这也给我们生产过程调整指出了一个方向。
9
第二部分 混凝土配合比参数探讨
新拌混凝土包括四个组成成分：水、粉料、骨料、气体。
国外很早就有关于通过调整各部分的体积比来设计混凝土配 合比，达到不同强度、工作性和其他性能的目的。这种设计 方法认为混凝土各部分所占比例恰当混凝土才会具有良好和 易性，这一思路在我国标准中混凝土配合比设计过程中也有 体现，如选择了用水量和水胶比后还规定有最低的胶凝材料 用量，这实际上就保证了最低的浆体体积。
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
屈服应力 y和粘度 是决定混凝土混合料流变特性的
基本参数。其中 y 实质反映了组成结构的各材料颗粒之间 附着力和摩擦力，是阻止塑性变形的最大应力，因而又称
为塑性强度。 粘度 是液体内部结构阻碍流动的一种性能，它是由于 流动的液体中，在平行流动方向的各流层之间，产生于流 动方向相反的阻力（粘滞阻力）的结果，对于水泥浆、混 凝土混合物这类带有分散粒子、形成凝聚结构的液体，其 结构粘度并不稳定，而是随着凝聚结构的破坏程度而变化， 不可能是负值。 但粘度
7：55 10：02
8：01 5：50
0：40 0：17
0：40 3：42
6：05 1：19
积分别为 350*1.37=479.5L 和 350*1.4=490L ，相差 10L ，若要达到相同体
积，40%空隙率的石头只能用977kg
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第三部分 减水剂的作用
减水剂是调整混凝土流动性的一个重要手段，其作用核心 在于吸附，粉体颗粒必须吸附到足够的减水剂分子，才能与 水形成隔绝，避免形成絮凝结构，释放出更多的自由水，同 时延缓粉体颗粒的水化，达到减水及保塑的作用。 因此要研究减水剂的性能，必须对混凝土中吸附作用进行 分析，从实际应用来看，对减水剂吸附作用影响最大的有两 方面材料：水泥以及骨料。
混凝土和易性调整探讨
1
目 录
1 2 3 4
流体力学对混凝土流动性的解释
wk.baidu.com
混凝土配合比参数探讨
减水剂的作用 和易性及常见和易性问题探讨
2
第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
1.新拌混凝土混合物的流变方程。 新拌混凝土的流动性质可以用Bingham模型来进行研究， 其流变方程为： d y dt
第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
当液体体积继续增加，骨料体积继续减少时，骨料表面的 液体层厚度也越大，骨料越自由，流动性进一步提升，但当 液体数量继续增加时，新拌混凝土的运动主要是液体的运动， 液层厚度的影响减弱，此时流动性主要取决于液体的黏度。 由此，我们可以得到影响混凝土流动性的主要因素是骨 料所占的体积率以及液体的粘度。
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
2．新拌混凝土流动性分析 新拌混凝土中，骨料颗粒相当于固体粒子，而水泥浆相当 于液体，当没有液体时，固体粒子堆积在一起，形成一定数 量的空隙。由于固体粒子的相互支撑作用，颗粒不能移动， 因此不具流动性，加入液体后，部分液体填充在固体粒子堆 积所形成的空隙中，剩余的液体将固体粒子撑开，在颗粒表 面形成浆层。由于液体的进入破坏了固体粒子的支撑结构， 使颗粒变得自由而可以移动，因而表现出流动性。因此使新 拌混凝土表现出流动性的关键在于液体体积必须超过固体粒 子堆积的空隙体积（骨料极限体积率）。
要实现预期的体积比例，材料的空隙率是一个非常重要
的影响因素。
C35
质量/kg 体积/L 总体积/L
水泥 粉煤 灰
265 88 90 37
矿 粉
30 10
机制 砂
750 277
青 砂
150 55 1005
石
1000 350
水
160 160
外加 剂
7.7 8
空 气
0 20
对于上表中的石头，计算37%和40%的空隙率，则该堆石头实际所占体
10
第二部分 混凝土配合比参数探讨
体积法设计的好处是可以避免各材料密度的影响，整个配 合比设计的思路可认为是通过鲍罗米公式计算水灰比（同样 可以换算为体积比）确定强度，通过计算其他的参数如砂率
等来保证各组分之间达到一定的体积比，从而使混凝土具有
良好的工作性。
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第二部分 混凝土配合比参数探讨
空隙率
减水剂的使用更需要谨慎。如减水剂选择不当，就有可能变
成了速凝剂。
15
第三部分 减水剂的作用
表1 减水剂对不同石膏类型水泥凝结时间的影响
减水剂 掺入量∕% 二水石膏∕h:min 初凝 终凝 硬石膏∕h:min 初凝 终凝
木质素类 糖类
TF UNF
0.2 0.2
0.5 0.5
4：11 5：25
6：51 2：24
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第三部分 减水剂的作用
减水剂与水泥适应性
1.1 水泥中铝酸三钙的含量 水泥中影响水泥与减水剂适应性的主要因素是水泥中的铝 酸三钙的含量。经过实验，水泥中铝酸三钙的含量在 6% 以 下水泥与减水剂的适应性较好，反之，水泥中铝酸三钙的含 量越高适应性就越差。
14
第三部分 减水剂的作用
1.2 水泥中石膏的种类 由于水泥在粉磨过程中要加入一定量的石膏作为缓凝剂。 因此，石膏的种类也就成为影响水泥与减水剂适应性的一个 重要因素。石膏按其结晶水的含量分为二水石膏 (又称生石 膏)、半水石膏 (又称熟石膏或烧石膏)、硬石膏 (又称无水石 膏 ) 。石膏的不同形态以及各种工业副产石膏的使用，使得
7
第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
3.影响混凝土流动性的主要参数 混凝土内部包含了三个液体-骨料的体系：
对于净浆，水是液体，粉料是骨料；
对于砂浆，流动性良好的净浆是液体，砂是骨料；
对于混凝土，流动性良好的砂浆是液体，石头是骨料；
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
用于评定液体 / 骨料的体积比例的参数很多，混凝土中常 用的有水胶比、砂率、骨料空隙率（级配）、浆骨比、以及 还有净浆与砂体积比等参数，由于混凝土材料及性能要求的 复杂性这些参数最佳值最终仍然必须通过试配确定，例如这 里仅包含流动性而未考虑到稳定性、包裹性等指标，因此当 流动性不断提高时，最终会出现液体的粘度降低过多，导致 无法带动骨料一起流动，从而产生骨料堆积的不良现象，但 对于材料相同的混凝土，在一定调整范围内时上述的趋势是 明显的，这也给我们生产过程调整指出了一个方向。
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第二部分 混凝土配合比参数探讨
新拌混凝土包括四个组成成分：水、粉料、骨料、气体。
国外很早就有关于通过调整各部分的体积比来设计混凝土配 合比，达到不同强度、工作性和其他性能的目的。这种设计 方法认为混凝土各部分所占比例恰当混凝土才会具有良好和 易性，这一思路在我国标准中混凝土配合比设计过程中也有 体现，如选择了用水量和水胶比后还规定有最低的胶凝材料 用量，这实际上就保证了最低的浆体体积。
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
屈服应力 y和粘度 是决定混凝土混合料流变特性的
基本参数。其中 y 实质反映了组成结构的各材料颗粒之间 附着力和摩擦力，是阻止塑性变形的最大应力，因而又称
为塑性强度。 粘度 是液体内部结构阻碍流动的一种性能，它是由于 流动的液体中，在平行流动方向的各流层之间，产生于流 动方向相反的阻力（粘滞阻力）的结果，对于水泥浆、混 凝土混合物这类带有分散粒子、形成凝聚结构的液体，其 结构粘度并不稳定，而是随着凝聚结构的破坏程度而变化， 不可能是负值。 但粘度
7：55 10：02
8：01 5：50
0：40 0：17
0：40 3：42
6：05 1：19
积分别为 350*1.37=479.5L 和 350*1.4=490L ，相差 10L ，若要达到相同体
积，40%空隙率的石头只能用977kg
12
第三部分 减水剂的作用
减水剂是调整混凝土流动性的一个重要手段，其作用核心 在于吸附，粉体颗粒必须吸附到足够的减水剂分子，才能与 水形成隔绝，避免形成絮凝结构，释放出更多的自由水，同 时延缓粉体颗粒的水化，达到减水及保塑的作用。 因此要研究减水剂的性能，必须对混凝土中吸附作用进行 分析，从实际应用来看，对减水剂吸附作用影响最大的有两 方面材料：水泥以及骨料。
混凝土和易性调整探讨
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目 录
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流体力学对混凝土流动性的解释
wk.baidu.com
混凝土配合比参数探讨
减水剂的作用 和易性及常见和易性问题探讨
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第一部分流体力学对混凝土流动性的解释
1.新拌混凝土混合物的流变方程。 新拌混凝土的流动性质可以用Bingham模型来进行研究， 其流变方程为： d y dt