第4章 水泥混凝土及砂浆3(技术性质1)

塑 程性所收要缩求等的性能和质量。
➢ 徐变
➢ 耐久性
运输、浇灌和振捣
混凝土微结构： ➢ 密实性 ➢ 均匀性
1.和易性的含义
• 和易性： 混凝土拌合物便于施工并能获得均匀、密实
混凝土的一种综合性能，包括：
➢ 流动性： 反映混凝土拌合物在自重或施工机械振捣作用下流动
的性能，取决于拌和物的稠度。 ➢ 粘聚性：
• 骨料的总表面积与粗骨料的最大粒径Dmax与级配、细骨料 占骨料总量的百分比——砂率有关， Dmax越小，粗骨料 的表面积越大；砂率越大，总表面越大。
• 细骨料填充在粗骨料的间隙中，有效地减轻了粗骨料颗粒 间的连锁，起到拨开作用，有利于骨料的滑动或流动。
正是由于这些原因，骨料的最大粒径、级配和砂率对拌和物 的和易性所需的用水量有很大的影响
水性和粘聚性均较好。
水泥颗粒愈细，拌和物的粘聚性和保水性愈好； 当水泥的比表面积小于280m2/kg时，混凝土拌和 物的泌水性增大。
(3) 骨料级配、砂率与最大粒径的影响
基本原理：
• 混凝土中的粗细骨料的表面都将吸附一层水膜，因此，骨 料的总表面积越大，水泥浆中的自由水越少，从而导致水 泥浆稠度增加，坍落度降低；
粘聚性降低，颗粒间内摩阻力减小，流动性会有 所增大；
• 但水灰比过大，水泥浆太稀，保水性变差，会导 致混凝土拌和物出现泌水现象。
2)水泥品种与细度的影响
基本原理：
• 水泥品种不同，水泥颗粒的密度不同，当水泥用量相 同时，密度较大的水泥，其同样质量的水泥颗粒的数 量较小，水泥颗粒的总表面积就小，反之亦然。
(1) 水泥浆与骨料的相对用量的影响
• 水泥浆是混凝土拌和物产生流动的决定因素。 • 水泥浆包裹在骨料的表面，在骨料间起润滑作用产
生滚珠效应，减小了骨料颗粒间的内摩阻力。所以， 水泥浆用量愈多，流动性愈好，拌和物的坍落度增 大，同时还增大了拌和物的粘聚性。 • 水泥浆用量较小，相对骨料用量较大，水泥浆不足 以包裹骨料表面形成润滑层，骨料间的摩擦力较大， 拌和物不易流动，坍落度减小。
水泥浆与骨料相对用量的影响
低水泥浆用量的 干硬性拌和物
高水泥浆用量的 塑性拌和物
高水泥浆用量时的滚珠效应
初始高度 坍落度
滚滚珠珠效效应应开结始束
问题：水泥浆用量越多越好吗？
解答： NO；增加水泥浆用量，就增加了骨料表面包
裹层的厚度，增大了润滑作用，这有利于拌和 物的和易性；
但水泥浆过多，超过了骨料表面包裹层所需 的量，则不仅使拌和物的流动性无明显增加， 而且会出现流淌和泌水现象，同时会造成水泥 浆的浪费，是不利的。
• GB/T50080—2002规定，混凝土拌合物的和易性 用两种流动性指标评价：
➢ 塑性混凝土的流动性用坍落度表示； ➢ 干硬性混凝土用维勃稠度表示。
坍落度试验Slump Test
• 标准圆锥筒 • 将拌和物等体积地分三层
填入圆锥筒中 • 每一层用捣棒插捣25下 • 用灰刀将表面抹平
• 垂直提起圆锥筒，拌和物 将在自重作用下向下坍落
若破碎该骨料使边长减小一半，则表面积增大一倍
水泥浆用量一定时，粒径越大，表面积越小，骨 则料就骨粒表大料径面 。相越的互小水连，泥锁表浆不面越易积厚滑越，动大则，，骨坍骨料落料就度表容就面易小的滑。水动泥，浆坍越落薄度，
2)骨料颗粒级配的影响
• 级配良好的骨料，较大粒径的颗粒堆 积的空隙被较小颗粒填充，较小颗粒 堆积的空隙被更小颗粒填充，不但使 得骨料颗粒堆积的空隙率较小，填充 在空隙中的水泥浆减少，水泥浆主要 包裹在骨料的表面，而且可以避免骨 料颗粒间的连锁，利于骨料的滑动， 拌和物流动性较好。
建筑材料
第四章 水泥混凝土及砂浆
主讲：徐锋
4.2 普通混凝土的主要技术性质
新拌混凝土的性能
硬化混凝土的性能
混凝多土组拌分和、物多的物和易相性组：成的混凝土硬，化其混组凝土成性均能匀：、
结构➢ 密流动实性与其拌合物的和易性密切➢有强关度；f‘c
组➢➢ 粘保成聚水均性性匀、结构密实的混凝土才➢能弹满性足模量土E木c 工
合理砂率的选用原则：
1) 粗骨料的Dmax较大，级配较好时，可选用较小砂率； 2) 砂的细度模数较小时，砂的总表面积较大，可选用较
小砂率； 3) 水灰比较小、水泥浆较稠时，可选用较小砂率； 4) 流动性要求较大时，需采用较大砂率；
5) 掺用引气剂或减水剂时，可适当减小砂率；
反映混凝土拌合物的抗离析、分层的性能。 ➢ 保水性：
指混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。
分层离析与泌水现象及其危害
• 分层离析
➢ 现象：粗骨料从混凝土的水泥砂浆中分离出来的倾向， 与拌和物的粘聚性有关。
➢ 危害：分层离析将导致硬化后的混凝土产生蜂窝和麻 面，影响均匀性。
• 泌水
➢ 现象：混凝土中粗骨料下沉、水分上升直到表面，这 种现象叫泌水，与拌和物的保水性有关。
坍 落 度
(cm)
合理砂率
砂率(％)
问题：为什么存在一个合理含砂率？
解答：
• 砂率的大小影响了拌合物中骨料的总表面积和空隙率。 • 当水泥浆用量一定时，砂率较小时，石子较多，砂与水
泥浆组成的砂浆不足以填满石子颗粒的空隙，润滑作用 较小，流动性、粘聚性、保水性均较差； • 随着砂率增加，砂浆逐渐增多，粗骨料间润滑层逐渐增 厚，坍落度会越来越大； • 当砂率过大时，骨料总表面积和空隙率太大，水泥浆量 变为不足，致使拌和物的坍落度变小，并随着砂率增大 而减小。
A、坍落度反映了拌合物在自重力作用下的流动性； B、拌和物圆锥体在敲击下，是否崩落反映了粘聚性； C、拌和物圆锥体下方是否有水泌出，反映了保水性。
• 维勃稠度反映的是混凝土拌和物的什么性能？
答： 维勃稠度法适用于Dmax小于40mm，维勃稠度在5~30s之
间的混凝土拌和物稠度的测量。 主要反映了混凝土拌和物在振动力作用下的流动性和充
(2) 水泥浆的塑性(稠度)的影响
• 水泥浆是由水泥和水组成，其塑性(稠度)取决于下 列因素：
➢ 水灰比 ➢ 水泥品种与细度
1) 水灰比的影响
• 水灰比是混凝土拌和物中用水量与水泥用量的比 值： W/C = 用水量(W)/水泥用量(C)
• 水灰比的大小反映水泥浆的稀稠程度(稠度)。 • 在水泥浆用量一定时，增大水灰比，水泥浆变稀，
1) 最大粒径Dmax的影响
• 对于恒定的水泥浆用量，骨料粒径越大， 总表面积越小，拌和物的坍落度越大；
• 对于给定的坍落度或维勃稠度，骨料粒径 越大，骨料表面吸附水越少，则用水量越 少，见表3-9；
骨料粒径对其表面积的影响
如果一个骨料骨颗料粒粒的尺径寸与为表1×单面1×粒1积c表m的面3 积关=系0.5×0.5×6=1.5
会出现水囊或水膜等，界面结构不密实； 造成组成不均匀，上层水泥浆多于底层，下层骨
料多于上层，表面水泥浆中含水量多于内部。
2. 和易性的测定与评价
• 和易性是一项综合性的技术指标，确切评定较困 难，具有不确定性。
• 测定：以测定其流动性为主，辅以对其粘聚性和 保水性的观察，然后根据测定和观察结果，综合 评价其和易性。
当用水量相同时，级配良好的骨料可以增大拌和物 的流动性。
当流动性相同时，级配良好的骨料可以减小水灰比 或减少用水量
3) 砂率的影响
试• 验基本表概明念：：水灰比与用水量一定时，拌和物坍落度
先随➢砂混 数率凝称增土为加拌砂而和率物。增中大所，用达砂到的最质大量占值骨后料，总又量随的砂质量率百增分加 而减➢小使，拌坍合落物度的坍最落大度时最的大砂时率的为砂率合称理为砂合率理(砂最率优砂率)
• 水泥中混合材粉末颗粒表面特征与水泥颗粒不同，影 响颗粒表面吸附特性，即影响水泥浆粘度。
• 水泥颗粒的细度越大，则同样质量的水泥的总表面积 越大。
• 当水灰比相同时，水泥颗粒的总表面积越大，则水泥 浆的稠度越大，塑性越差。从而影响混凝土拌和物的 和易性。
水泥品种与细度的影响
在水灰比相同时
➢ 硅酸盐水泥 流动性好，密度较大； ➢ 普通硅酸盐水泥 流动性好，密度较大； ➢ 火山灰水泥 流动性较差，保水性较好； ➢ 矿渣水泥 流动性较差，保水性较差； ➢ 粉煤灰水泥 和易性最好，坍落度较大，保
模性。
3. 影响和易性的主要因素
基本原理
拌(1合) 水物泥的浆和与易骨性料包的括相其对流用动量性；、粘聚性和保水性。 •(2流流) 水动动性性泥主愈浆要大的取，塑决水性于泥(水浆稠泥愈度浆稠)量，，和不取水利决泥于于浆流水的动泥稠性度；品，种水与泥细浆度愈、多， • 拌水合灰物比中；：骨料的表观密度＞水泥浆的表观密度，若骨料 (3向) 骨下的料重的力级＜配颗和粒最间内大摩粒阻径力、时砂，率则可；避免骨料下沉；
30 ~ 50 100 ~ 200
> 240
维勃稠度试验
维勃稠度仪
透明圆盘
从开启振动台至透明圆盘底面与混凝土完全接触所 需的时间为维勃稠度值VB。
本方法适用于骨料最大粒径不大于40mm，维勃稠 度值在5～30s之间的拌和物稠度测定。
维勃稠度：
测定砼拌合物密实所需的时 间（s）。
适用范围： 1.石子最大粒径不在于40㎜； 2.维勃稠度在5—30s之间的混 凝土拌合物的稠度测定。
50～90
塑性混凝土
100～150
流动性混凝土
≥160
大流动性混凝土
如坍落度值大于220mm，应用钢尺测量混凝土 扩展后的最大和最小直径，取平均值为扩展度。
坍落度试验
• 测出坍落度后，用捣棒轻轻敲击混凝土锥体的侧面， 看它是否保持整体向下坍落或发生局部的出然崩落， 由此判断其粘聚性是否合格；
• 观察混凝土锥体下方是否有水分析出，由此判断其 保水性是否合格。
单粒表面积 = 1×1×6= 6