浅谈影响混凝土拌合物和易性的主要因素及调控措施

浅谈影响混凝土拌合物和易性的主要因素及调控措施1 引言在施工中，常发生往预拌混凝土中随意加水调整坍落度的现象，这使混凝土拌合物水胶比增大、黏聚性和保水性变差，而导致硬化混凝土强度和耐久性严重下降。

为保证预拌混凝土满足不同施工要求及混凝土结构工程质量，本文从混凝土拌合物的流动性、保水性、黏聚性三个和易性指标着手，结合有关资料和工程应用中积累的一些经验，将影响混凝土和易性的主要因素及调控措施总结如下，以便与从事预拌混凝土质量管理人员共同学习、探讨，不断提高预拌混凝土生产质量。

2 混凝土拌合物和易性和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、捣实）并获得成型密实、质量均匀、不离析、不泌水的性能。

和易性一般主要包括流动性、黏聚性和保水性三方面的内容。

流动性是指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。

流动性的大小会直接影响输送、浇筑、振捣施工的难易和混凝土的质量；黏聚性是指混凝土拌合物中的各组分之间有一定的凝聚力，在运输和浇筑过程中不致发生分层和离析现象，使混凝土内部结构保持均匀的性能。

保水性是混凝土拌合物具有一定的保水能力，在施工中不致产生严重泌水现象的性能，它是反应混凝土拌合物稳定性的重要指标。

3 影响混凝土和易性的主要因素3.1 单位体积用水量单位体积用水量决定胶凝材料浆体（以下简称浆体）的数量和稠度，它是影响混凝土和易性的最主要因素。

在一定单位体积用水量范围内，以不同粗骨料配制的混凝土，其拌合物流动性与单位用水量成正比关系，即随单位用水量增大，其流动性也增大。

但过大时，会导致拌合物黏聚性变差，甚至产生严重的离析、分层、泌水，并使混凝土强度和耐久性严重降低。

3.2 砂率砂率的变动，会使骨料的总表面积和空隙率发生很大的变化，因此对混凝土拌合物的和易性有较大影响。

在一定的砂率范围内，随着砂率的增加可有效地改善混凝土流动性；当砂率增加到一定程度时，混凝土流动性随着砂率的增加而变差，并影响混凝土强度。

此外，过低的砂率会使混凝土拌合物黏聚性与保水性变差，易发生离析、泌水现象。

影响砂率的主要因素有石子形状、粒径大小、颗粒级配、施工方式等。

因此，在设计混凝土配合比时，应通过试验选取合理砂率。

3.3 水胶比与胶凝材料数量在保持混凝土中胶凝材料用量不变的情况下，水胶比增大，拌合物流动性增加，反之则减小。

水胶比过小，浆体黏稠，拌合物流动性偏低。

水胶比过大，会造成拌合物黏聚性和保水性变差，而且会严重影响混凝土强度和耐久性。

故水胶比应根据混凝土强度和耐久性设计要求合理选用。

在保持水胶比不变的情况下，单位体积内的胶材用量多，包裹在骨料颗粒表面的浆层就越厚，润滑作用越好，则混凝土拌合物的流动性大、黏聚性和保水性也较好，有利于泵送。

如果胶材用量过多，不但不经济还会增大硬化后混凝土的干缩变形；如果胶材用量过少，则不能保证必要的流动性，且粘聚性变差，不利于泵送。

由此可知，混凝土中的胶材用量不能太多，也不能过少，应根据施工需要而切合实际的确定胶材用量。

3.4 组成材料性质的影响3.4.1 水泥（1）水泥品种。

水泥对混凝土拌合物和易性影响主要是水泥标准稠度用水量，不同水泥品种、矿物组成、混合材料等对水泥标准稠度用水量均有较大的影响。

（2）水泥中的C3A含量。

水泥熟料矿物组成中以C3A凝结硬化速度最快，水化热最大，如果水泥熟料中的C3A含量超过8%，不仅导致水泥水化过快，而且与外加剂的适应性也差。

（3）水泥温度。

试验表明，水泥温度在90℃时的需水量比在温度50℃的需水量增加5%左右，水泥温度以50℃为基准，每上升10℃坍落度经时损失会增加15%。

3.4.2 骨料骨料颗粒级配、颗粒形状、含泥量、吸水率等都对混凝土拌合物和易性有很大的影响。

采用质量合格的骨料所配制的混凝土，其拌合物不仅流动性大，黏聚性和保水性好，且坍落度损失也较小；采用颗粒级配差、表面粗糙、多针片状颗粒、含泥量、泥块含量高的骨料配制的混凝土，其拌合物不仅流动性小、黏聚性和保水性差，且坍落度损失快，而且会影响混凝土的强度和耐久性。

3.4.3 活性矿物掺合料不同矿物掺和料及不同品质矿物掺合料的作用效果不同。

优质粉煤灰能有效降低胶凝材料的水化速度，具有较好的保水性能，也能提高浆体黏度，而且表面坚硬，对水没有持续的吸附性。

因此，对减少混凝土坍落度损失和改善混凝土可泵性有较好的效果；磨细矿渣粉对减少混凝土坍落度损失的作用效果比粉煤灰差，特别在高温干燥环境，磨细矿渣粉的作用效果有更明显的降低。

3.4.4 混凝土外加剂外加剂对混凝土拌合物的和易性和经济效益影响很大。

如在混凝土中加入普通减水剂、高效减水剂、泵送剂等具有减水作用的外加剂可大幅度提高拌合物的流动性，改善黏聚性，降低泌水性。

在保持流动性的情况下，减少用水量而不减少胶凝材料时，可提高混凝土的强度和耐久性。

3.5 搅拌质量和运输质量混凝土生产所用称量设备精度、搅拌设备的性能及搅拌时间都会直接影响混凝土的匀质性。

当混凝土各材料组成相同时，其混凝土拌合物的和易性及混凝土强度、耐久性取决于匀质性的好坏。

由于现代混凝土结构工程施工主要采用泵送施工为主，为了提高混凝土的可泵性，一般采用掺用适量粉煤灰以及混凝土外加剂的方法配制混凝土，这样不仅导致了混凝土各组分之间的相容性不良问题，也加重了匀质性不良的趋势；在混凝土运输时，如果使用运输车具不当或不采取防颠簸措施，会使混凝土拌合物运至浇筑地点后发生严重离析、分层而影响混凝土浇筑施工质量。

3.6 时间和温度混凝土拌合物运输时间的长短及施工中的环境温度都会对混凝土拌合物和易性产生影响。

混凝土拌合物随着时间的延长和环境温度的升高会变得越来越干稠，和易性变差。

其原因是一部分水分逐渐被骨料吸收，一部分被蒸发以及凝聚结构的逐渐形成，致使混凝土拌合物的和易性变差。

因此，施工中为保证良好的和易性，必须注意施工环境温度的变化，采取相应的措施。

4 改善混凝土拌合物和易性的主要措施4.1 原材料的选择4.1.1 水泥（1）水泥品种应根据工程特点、所处环境及设计、施工的要求，依据各种水泥的特性，合理进行选择。

为了保证混凝土良好的和易性及耐久性，水泥强度等级应与混凝土设计强度等级相一致。

水泥强度过低或过高，会因水泥用量过多或过少而影响混凝土的和易性、耐久性以及经济效益。

（2）配制泵送混凝土时，宜选用水泥熟料中的C3A含量不超过8%的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，工程应用表明这三种水泥配制的混凝土拌合物和易性比较稳定，易于泵送。

用矿渣硅酸盐水泥配制混凝土，其流动性较好，但黏聚性较差，易泌水，不利于泵送。

（3）为了避免使用高温度的水泥，在生产时要提前储备水泥，保证水泥入机温度在60℃以下。

4.1.2 骨料改善砂、石（特别是石子）级配，尽量控制其空隙率最小，在可能的情况下尽量采用粒径较大的石子；通过试验采用合理砂率，并尽量选用较小的砂率，以节省胶凝材料用量。

在配制泵送混凝土时，石子的最大粒径应根据石子品种、泵送高度、输送管最小内径等进行选择，砂率宜控制在40％～45％，且砂中小于30um的颗粒含量不少于15%，以确保混凝土拌合物的稳定性。

4.1.3 活性矿物掺合料在混凝土中掺加适量的I级或II级优质粉煤灰，提高混凝土拌合物黏聚性和保水性能，降低胶凝材料水化速度，减少混凝土拌合物坍落度损失。

4.1.4 混凝土外加剂外加剂与胶凝材料的适应性、掺量、掺加方法等直接影响到外加剂的使用效果，有时某些外加剂不能配制低水胶比高流动性的混凝土。

因此，在使用外加剂时应根据其产品推荐掺量、掺加方法、注意事项及对水泥、掺合料的适应性情况，通过试验选定外加剂品种和确定适宜的掺量及掺加方法。

几种外加剂复合使用时，应注意不同品种外加剂之间的相容性及对混凝土性能的影响。

4.2 混凝土拌合物和易性调整方法在进行混凝土配合比设计时，应根据混凝土强度、耐久性设计等级、工程特点、施工技术性能指标、环境条件及选用原材料的性能指标，对混凝土配合比进行理论计算，然后计算出各试配材料用量进行试拌，并进行混凝土拌合物坍落度、离析率、泌水率或压力泌水率试验，确定满足和易性要求的试拌配合比（泵送混凝土和防水混凝土应考虑坍落度经时损失，泵送混凝土坍落度经时损失不宜大于30mm/h；防水混凝土坍落度经时损失不宜大于20mm/h，坍落度总损失值不大于40mm）。

当混凝土拌合物和易性不满足设计、施工要求时，可根据具体情况做如下调整。

当坍落度值比设计要求值小或大时，可在保持水胶比不变的条件下增加或减少浆体量，一般每增减10mm坍落度，约需增减5%左右的浆体量；亦可通过增加或减少具有减水作用外加剂掺量达到坍落度要求；当黏聚性和保水性差时，可在其他材料不变的情况下适当提高砂率。

当通过改变砂率不能改善时，要分析原因，如果是因砂、石颗粒级配不好造成的，就需要调整砂、石的级配。

如果是因砂中小于30um的颗粒太少造成的，就要适当补充这部分颗粒。

如果是因为胶凝材料用量少且坍落度又较大造成的，可适当降低水胶比，增加胶凝材料的用量提高其黏聚性、保水性；当外加剂与胶凝材料、砂中含泥量等不适应造成坍落度损失太大时，应重新选择材料或外加剂，使其能够相互匹配。

每次调整后都需再试拌，直至拌合物和易性满足设计、施工要求为止。

4.3 混凝土配合比在生产中调整原因及调控措施4.3.1 砂、石含水率、颗粒级配、粒径、含泥量等发生变化砂、石含水率会因砂、石所处的不同区域及进场时间发生变化，导致混凝土坍落度发生显著变化。

因此，生产混凝土时应随时注意砂、石含水率的变化，并按规定调整配合比中的砂、石用量和用水量；石子粒级降低或增大一个等级，砂率相应增减2%～3%；石子针片状总含量增减3%，砂率应调整2%～3%；砂子细度模数变化0.2，砂率相应增减1%～2%；石子级配不合格时，砂率应适当提高2%～3%；砂子公称直径10mm颗粒含量增加应及时调整砂率；砂含泥量在2.0% 以内时，含泥量变化1%，外加剂掺量相应增减0.2%～0.3%，当砂含泥量超过4%时会导致严重吸附外加剂，在坍落度相同时混凝土用水量会大大增加，黏聚性和保水性变差，坍落度损失大，且强度和耐久性均会严重下降，这时，不能调整，只有通过水洗降低含泥量或更换质量好的砂。

4.3.2 水胶比、胶凝材料质量发生变化时控制混凝土质量核心内容是控制每立方混凝土用水量，使混凝土中的实际水胶比在0.02范围内浮动。

试验结果表明，水胶比变化0.02，坍落度将变化20mm左右；水胶比每增减0.01%，混凝土28d强度增减5%左右。

水泥标准稠度用水量或粉煤灰需水量每波动1%，每立方混凝土用水量将波动5kg/m3左右，会使水胶比变化0.01～0.02。

如在生产过程中发现混凝土中的实际水胶比超过0.02时，应分析原因及时调整每立方混凝土中的用水量、胶凝材料用量或外加剂掺量。