现代混凝土技术

1. 混凝土混合料的流变特征混凝土混合料可以看成是一种由水和分散粒子组成的体系，它具有弹性，粘性，塑性等特征。各种材料的流变性质可用具有不同的剪切模量G, 粘性系数，和表示塑性屈

服应力，的流变基元以不同的停驶组合成的流变模型来研究。

弹性基元的变形

粘性基元的变形

粘性系数

宾汉姆方程：

牛顿液体公式：

变形速率和剪切应力的关系曲线成直线形状。

曲线2:剪切应力不大时，粘度较大，剪切应力逐渐增加，粘度逐渐减小，当剪切应

力增加到相当值时，粘度趋为常数，这是一种正常现象。因为悬浮体以及溶胶中的粒子结构不断被破坏，应力愈大破坏愈多，因此，粘性愈小。然而，液体中又无强有力的结构存在，受力就产生流动，即

。但是曲线3是反常的，粘度随剪切应

力增大而增大，这是由于存在纤维状或者扁平状粒子的缘故。屈服剪切应力与粘度系数是决定混凝土混合料流变特性的基本参数。屈服剪切应力时阻止塑性变形的最大应力，故又称为塑性强度。屈服剪切应力可用试验测定。粘性系数是液体内部结构阻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，产生与流动方向相反的阻力的结果。因此，粘性时流动的反面。粘性愈小流动愈大。a表示结构破坏曲线，表示粘性变化曲线。这种随结构破坏程度而变化的粘性系数称为结构粘性系数。

当接近于时，粘性系数大大降低，结构发生雪崩式的破坏。

对混凝土混合料施加振动作用的目的是使混合料密实和成型。对混凝土混合料在振动前

的空隙率最大。最后使得混合料达到最小的空隙率。这样，一个流变过程本质上是个由一般宾汉姆体转换为接近于牛顿液体的触变过程。触变性材料在承受一段时间的剪切应力而减小其粘度后，如出去外力，则已经变小的粘度又会逐渐得到恢复，亦即对混凝土混合料的触变过程具有可逆性。触变性适用于低流动性或者干硬性混凝土混合料的震动成型工艺。

混凝土混合料的离析和泌水。

混凝土混合料的离析通常有两种形式：一种是粗骨料从混合料中分离，因为它们比细骨料更易于沿着斜面下滑或者在模内下沉；另一种是稀水泥浆从混合料中淌出，这主要发

生在流动性大的混合料中。作用在颗粒上的力由颗粒的自重，混合料的粘性抵抗力和浮力。混凝土浇灌之后到开始凝结期间，固体小颗粒下沉，水上升，并在表面析出水的现象称为泌水。同时混合料沉降收缩。泌水的结果，使表面混合料含水量增加产生大量的浮浆，硬化后使表面的混凝土强度弱于下面混凝土的强度，并产生大量容易剥落的粉尘。如果混凝土是分层浇筑，若不设法出去面层上的这些浮浆，则会损害每层混凝土之间的粘结。一些上升的水还会聚结在粗骨料或者钢筋的下方，硬化后称为空隙，出现弱粘结地带。上升的水，在其后留下水的通道，降低了混凝土的抗渗性和抗冻性。在和模板的交界面上，泌水时会把水泥浆带走，仅留下砂子，出现砂纹现象。在混合料表面上位充分硬化时，由于这种引力作用下，便产生收缩，称为塑性收缩，如果引力作用不均匀，便产生裂纹，称为塑性收缩裂纹。影响泌水的因素主要是水泥的性能。提高水泥的细度可以减少泌水。水泥中掺入火山灰等磨细掺料，可以提高水泥的保水性而减少泌水。多会混合料比少灰混合料不易泌水。采用减水剂，引气剂以减少混合料的单位加水量，也是改善混合料泌水性能的有效措施。

流态混凝土

在预拌的基体混凝土中，加入硫化剂，经过搅拌，使得混凝土的坍落度顿时增大至20 -22cm,能像水一样流动，这种混凝土称为流态混凝土。流态混凝土的发展是与混

凝土泵送施工的发展相联系的，泵送混凝土要求混凝土拌合物又较大的流动性，而且不产生离析。流态混凝采用的流化剂是一种高性能减水剂, 他的化学结构与过去的普通混凝土所用的外加剂的化学结构不同, 它对水泥粒子由高度分散性, 即便用量较多, 对混凝土也无不利影响, 带进去的空气量也比较少, 因而可以大量应用。在水泥粒子的外层形成双电层。由于双电层产生点的斥力, 使水泥粒子间相互排斥, 防止水泥粒子的凝聚, 同时把絮凝状结构中的水分释放出来, 因而达到流态化目的。作为表面活性剂的流化剂, 还能降低表面张力和界面张力, 使得水泥粒子容易被水润湿。液体在固体表面的润湿程度以润湿角表示。

固相与气相间的界面张力液相与固相间的界面张力。气相与液相间的界面张力。加入流化剂以后, 降低了水的表面张力, 因而使水泥颗粒容易被润湿, 使混凝土拌合物在具有相同的坍落度的情况下, 所需要的拌合水量减少, 这也是混凝土达到流态化的原因之一。

实验证明后添加与同时添加相比, 获得同样流动性的流态混凝土, 后添加流化剂的添加量仅为同时添加量的50%-80%,,因此后添加方法具有较高的流态化效果。后添加法水泥

粒子对流化剂的吸附量少,电位高,水泥粒子容易分散,流态化效果明显增大。为了防止坍落度损失, 保证混凝土施工的需要, 流化剂不是一次全部加入基体混凝土中, 而是分几次逐渐的加进去,这称之为流化剂反复添加。

反复添加流化剂会影响混凝土中的含气量和气泡的大小, 可能降低混凝土的抗冻性, 因

而对于反复受冻融作用的混凝土必须引起注意。

流态混凝土拌合物的性质

坍落度是反映流态混凝土流态化效果的具体技术指标。影响流态混凝土坍落度的因素很

多如添加剂的添加量多，添加时期，混南宁图温度等。（坍落度）

目前日本使用的流态混凝土，其流化剂添加量为水泥重量的0.5%-0.7% ，这样流态化效果较好。如果添加量过多，不但流态化效果不明显，而且还会产生分离现象。基态混凝土的坍落度一般在8cm以下。必须保证基体混凝土的坍落度不小于5cm •。在日本，

三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物的添加量为水泥重量的1%左右，萘磺酸盐甲醛缩合物为0

7%左右，在联邦德国，没钱瞌睡你的流化剂添加量约为8ml. 从试验结果可知，基

体混凝土搅拌之后6 0 - 9 0分钟内添加流化剂，其流态化效果大致相似。基体混凝土

掺入流化剂后的流化效果，与基体混凝土的温度有关。一般情况是温度高流化效果增大；温度低则流化效果降低。在实验和施工中皆发现由于温度降低，需要提高流化剂的添加量。为了保证施工的顺利进行，需要研究坍流态混凝土的落度的经时变化。流态混凝土的落度的经时损失，还与硫化机的种类和添加时间有关。在高温下施工，应该采取缓凝型流化剂。搅拌的影响表现在搅拌机的转速。在搅拌时间相同时，搅拌机的转速越高，则流态混凝土的落度的经时损失越大。也就是搅拌越充分，水泥水化的速度越快，流化剂流化效果持续的时间越短。

（含气量）流态混凝土所用的流化剂，大多数是非引气型的。（泌水）为了确

保所需的含气量，必要时，应该补充掺加一些引气剂。当流化剂添加量超过0 •8%时

流态混凝土就变成极度流动性的混凝土，泌水量则明显增加。（离析）在流态混凝土中，如果流化剂的添加量超过了必要量，则流态混凝土会产生离析现象。同时也可以增加细骨料中的微粉的用量。（凝结）初凝和终凝的缓凝现象还与温度有关，当温度较高时缓凝不明显；当温度较低时可能产生大幅度的缓凝。这是应该注意的。（配合比）流

态混凝土配合比设计原则：1，具有良好的工作度，要能密实的浇筑成型，而且不产生离析。

2,满足所要求的强度和耐久性。

3,节约原材料，降低成本。（适配强度）

必须使适配强度 f 高于混凝土设计要求的强度。

（坍落度）流态混凝土的坍落度是指浇筑时的坍落度。

（含气量）为了提高混凝土的抗冻性能, 混凝土中要有一定得含气量。一般情况下普通混凝土的含气量为4%,轻骨料混凝土为5%。（水灰比）流态混凝土的水灰比和基体

混凝土的水灰比相同, 根据要求的强度和耐久性确定。所选择的水灰比还不得超过耐久性所要求的最大水灰比。（单位用水量）在保证混凝土规定性质的前提下,应该尽量降低用水量。（单位水泥用量）求出的单位水泥用量不得小于耐久性所规定的最小水泥用量。（单位粗细骨料用量）可以采用绝对体积法或者假定表观密度法确定单位粗细骨料用量。

（流态混凝土的物理力学性质）流态混凝土是在坍落度较小,用水量较少的基体混凝土中, 用后添加的方法加入流化剂配制而成。经过流化后, 主要是使其坍落度增大, 改善了其浇筑性能,

而硬化后其物理力学性能, 与原来的基体混凝土基本上相同, 与坍落度相同的大流动性混凝土相比, 其物理力学性能要优越很多。（抗压强度）添加流化剂再经泵送后, 混凝土中的含气量会降低, 因而其强度应该稍有提高。流化剂同时添加或者后添加, 对坍落度增大值得影响很大, 但对混凝土强度的影响不明显。对

抗拉强度的影响也相似。（弹性模量）实验证明流态混凝土和基体混凝土的弹性模量基本相同。（与钢筋的粘结强度）流态混凝土由于掺加流化剂后坍落度增大，流动性改善，因而其与钢筋的粘结强度，比基体混凝土有所提高。（收缩）流态混凝土的收缩和流化剂的添加量有关。其收缩值与基体混凝土的收缩相等；流态混凝土比坍落度相同的大流动性混凝土小1 0%—15%。（徐变）流态混凝土的徐变比基体混凝土的稍大，与普

通大流动性混凝土的相似。在非常干燥的情况下，流态混凝土的徐变较大。（耐久性）

试验证明，流态混凝土的透水性，其透水系数与基体混凝土的基本相同。流体混凝土的抗冻融性能比基体混凝土较差，与与普通大流动性混凝土相近。为了获得必要的抗冻融性能，混凝土的含气量应该