水灰比对混凝土性能的影响

水灰比对混凝土性能的影响

水灰比是指混凝土拌合物中用水量与水泥用量的重量比值，在组成材料确定的情况下，水灰比是决定混凝土强度、耐久性和其他一系列物理力学性能的主要参数。

（一）水灰比对混凝土强度的影响

水灰比的大小直接影响混凝土强度的大小，水灰比较大时，混凝土拌合物中水泥颗粒相对较少，颗粒间距离较大，水化生产的胶体不足以填充颗粒间的空隙，此外，过多的水分蒸发后留下较多的水空，使混凝土强度降低。相反，水灰比较小时，水泥颗粒间距离小，水泥水化生产的胶体容易填充颗粒间的空隙，蒸发后留下的水孔也较低，混凝土强度高。但是，过低的水灰比，造成水的数量过少，水泥水化困难，部分水泥得不到充分水化，也不利于强度的提高。

（二）水灰比对混凝土和易性的影响

水灰比变小，浆体稠度增加，混凝土拌合物流动度降低，拌合物发涩，难以振捣密实。此时，需要较多的外加剂来提高和易性，改善混凝土的施工性能。水灰比变大，浆体稠度变稀，虽然流动性有所增加，粘聚性和保水性变差，骨料的下沉速度变快，混凝土拌合物容易产生分层、离析和泌水现象，严重影响混凝土的强度和耐久性。

（三）水灰比对混凝土耐久性的影响

混凝土耐久性是混凝土在使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏的能力，直接影响结构物的安全性和使用性能，包括抗渗性、抗冻性、化学侵蚀和碱集料反应等，水灰比对混凝土耐久性起着关键

性的作用。

（1）对混凝土碳化的影响

混凝土碳化是指空气中的CO2向混凝土内扩散的过程，从混凝土自身因素考虑，碳化速率受水泥用量或水泥石中的Ca(OH)2含量和混凝土密实度影响。一方面，混凝土中水泥用量越小，水化生产Ca(OH)2的量也就越少，扩散的阻力就越小，碳化速度也就越快。另一方面，水灰比增大，混凝土孔隙率增大，密实度降低，碳化速度增大。反之，水灰比降低，混凝土密实度增强，孔隙率降低，碳化速度较慢。

（2）对氯离子扩散的影响

水灰比的大小对混凝土抵抗氯离子扩散能力有重要的影响，水灰比越大，混凝土的氯离子结合能力也就越大。

（3）对抗渗的影响

抗渗性是指混凝土抵抗水在混凝土毛细孔向其内部渗透作用的能力，一般来说，混凝土水灰比越小，密实度越高，抗渗性越好。水灰比越大，混凝土内部相互联通的、无规则的毛细孔越多，水泥石的孔隙率增加，透水性强，当水灰比大于0.6时，混凝土的抗渗性急剧增加。但过小的水灰比不利于水泥充分水化，密实度也会降低，透水性增加。在水工建筑物基础、挡水和过流建筑物、翼墙等水位变动区要严格控制施工时的水灰比，一般在0.38～0.4之间。

（4）对抗冻的影响

混凝土的抗冻性是指混凝土在使用条件下经受多次冻融循环

之后，不破坏，强度也不明显降低的性能。水灰比对混凝土抗冻性的影响有以下几点：首先，水灰比过大，在振捣过程中粒径不同的骨料下沉速率不同，造成浆体与骨料分层，较多的水泥浆浮于表层，耐磨性差，混凝土受冻融破坏时易形成表面剥蚀。因此，在高寒地区，尤其是在有水接触的受冻环境下，应适当降低混凝土水灰比以提高抗冻能力。其次，混凝土气泡气泡尺寸和气泡的间距随水灰比降低而减小，随水灰比增大而增大。在混凝土引气量相近的情况下，水灰比越大，气泡的间距越大，表现为混凝土抗冻性能越差。最后，水灰比增加，混凝土内部孔的总的体积和孔径越来越大，在冻融过程中产生的冰胀压力和渗透压力就大，混凝土的抗冻性必然降低。

（四）水灰比对混凝土裂缝的影响

水灰比越大，一方面，混凝土拌合物中水分越多，水分蒸发也越多，产生的塑形收缩也越大。另一方面，水灰比的增大会使混凝土拌合物凝结时间相对延长，使混凝土抵抗塑性收缩的力产生时间延长，抵抗塑性收缩的力减弱，混凝土容易产生裂缝。水灰比较低时，混凝土的匀质性和粘聚性变好，产生的塑性沉降较小，塑性收缩裂缝宽度及总面积均较小。因此，在满足施工要求条件下，应尽量减小水灰比。

（五）水灰比对混凝土收缩的影响

混凝土的收缩是由水泥凝胶体本身的体积收缩（即所谓的凝缩）和混凝土失水产生的体积收缩（即所谓的干缩）这两部分所组成的。水灰比的大小对混凝土干缩有很大的影响，水灰比越大，干缩越

大。水灰比为0.6的混凝土收缩值比0.4的收缩值增加约40%。混凝土拌合物用水量越大，干缩就越大，采用外加剂控制水灰比和工作性是十分必要的。水灰比越小，混凝土因水化而产生的温度越高，其早期温度变形值也越大，混凝土的自收缩及其速率随水灰比的较小而增大，低水灰比混凝土硬化早期会产生很大的自缩。