混凝土和易性的影響因素及測定方法
近年來，隨著我國交通、城市等基礎設施建設的迅猛發展，商品混凝土作為一種優良的建築材料，在土木工程建設中發揮著越來越大的作用，因此商品混凝土質量控制在各類商品混凝土結構工程施工中成為關鍵控制程序。
適宜的和易性、穩定而勻質的商品混凝土、正確的施工和充分的養護，是保證商品混凝土施工質量的前提。因此，商品混凝土的和易性控制是整個商品混凝土施工工序控制中重要的一環，它對於提高硬化後商品混凝土的強度與商品混凝土結構工程的耐久性具有極其重要的意義。
一、和易性的概念
和易性：是指商品混凝土拌合物能保持其組成成分均勻，不發生分層離析、泌水等現象，適於運輸、澆築、搗實成型等施工作業，並能獲得質量均勻、密實的商品混凝土的性能。
商品混凝土的和易性是在一定的施工條件下對商品混凝土拌合物性能的綜合評價。它包括流動性、粘聚性、保水性等性能。通常從以下幾方面測量並評價商品混凝土拌合物的和易性。
1.流動性是指商品混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產生流動，並均勻密實地填滿模板的性能。2.粘聚性是指商品混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產生分層和離析的現象。
3.保水性是指商品混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產生嚴重的泌水現象。發生泌水現象的商品混凝土拌合物，由於水分分泌出來會形成容易透水的孔隙，而影響商品混凝土的密實性，降低質量。
由此可見，商品混凝土的和易性的各個方面有其各自的具體內容，它們之間是相互聯繫的，有時甚至是相互矛盾的。例如加大用水量對增大混合料的流動性來說很有效，可很快降低混合料的稠度，但對粘聚性和保水性不利，並對商品混凝土的強度影響很明顯。因此，所謂商品混凝土的“和易性”就是這幾個方面的性質在某種具體條件下的矛盾統一。
二、影響商品混凝土和易性的因素
在影響商品混凝土和易性的因素中，最主要的是混合料的單位加水量、集灰比、水灰比和砂率，具體表現在商品混凝土中的水泥漿的數量與稠度以及砂與石用量比例。此外，組成材料品種和環境溫溼度、拌和以後經歷的時間長短也具有一定的影響。
1.商品混凝土的單位加水量。根據實驗分析，在採用一定的集料時，如單位加水量一定，在實際應用範圍內：水泥用量少時，水泥漿稀而少；水泥用量增多時，水泥漿稠而多。兩種情況變化對商品混凝土的坍落度變化不大。水泥用量即使有適量變化，只要單位加水量不變，坍落度可基本保持不變，這一規律通常稱為固定加水量定則，或稱為商品混凝土混合料需水性定則。這個定則說明影響坍落度的最主要因素是單位用水量。實際上水量未變、水泥增多，水泥漿稠了，對坍落度多少會發生些影響，所以這個定則是近似的，適用範圍也是有限的，即水泥用量的變動應限制在一定範圍內，定則才符合實際。但是這個定則的原理卻給商品混凝土配合比設計帶來了方便，即固定了單位用水量，商品混凝土的坍落度基本上可確定在某一範圍內不變，在此條件下變動水灰比，就可以配製出不同強度而坍落度相近的商品混凝土。
2.水泥漿數量與集灰比。在商品混凝土中水泥漿除填充集料間的空隙外，還需在集料表面圍裹、形成一定厚度的漿體，以減少集料彼此之間的摩擦力，才能具有流動的性能。顯然，在一定範圍內，水泥漿數量愈多，也就是集灰比愈小，集料周圍的漿體包裹層愈厚，商品混凝土的流動性愈大，反之亦然。但是，如果水泥漿過多，到一定限度時會出現粘聚性反而變差，出現淌漿(又稱流漿)與泌水、分層等不良後果。因而水泥漿過多不僅浪費水泥，也降低商品混凝土的質量。
3.當然水泥漿數量相同的情況下，商品混凝土的流動性必然與水泥漿的稠度(水灰比)有關，實際上一定強度的商品混凝土，其水灰比不能任意變動，也就是說總是在保持一定的水灰比條件下以增減水泥漿數量來調整和易性的。
4.砂率。砂石混合集料中砂子含量佔集料總量的重量百分數稱為砂率。砂率是表示商品混凝土中砂子與石子二者的組合關係，砂率的變動，會使骨料的總表面積空隙率發生很大的變化，因此對商品混凝土拌合物的和易性有顯著的影響。當砂率過大時，集料的總表面積及空隙率增大，耗用於包裹細集料表面的水泥漿數量增多，砂粒接觸點處的水泥漿不足，甚至水泥漿不足以包裹所有砂粒，使砂漿乾澀，商品混凝土的流動性隨之變差，如果保持流動性不變，則需增加水泥漿，就要多耗水泥。反之，若砂率過小，拌合物中顯得石子多而砂子過少，形成的砂漿量不足以包裹石子表面，並不能填滿石子間空隙，在石子間沒有足夠砂漿潤滑層時，不但會降低商品混凝土拌合物的流動性，而且會嚴重影響其粘聚性和保水性，使商品混凝土產生骨料離析、水泥漿流失，甚至出現崩散現象。
由上可知，在配置商品混凝土時，砂率不能過大，也不能太小，應該選用合理的砂率值，即在用水量及水泥用量一定的情況下，能使商品混凝土拌合物獲得最大的流動性，且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。
石子最大粒徑較大、級配較好、表面較光滑時，粗集料的空隙率較小，可採用較小的砂率。砂子的細度模數較小時，由於砂子的細顆粒多，商品混凝土的粘聚性容易得到保證，而且砂子在粗集料中的撥開作用較小，故可採用較小的砂率。
水灰比較小、水泥漿較稠時，由於商品混凝土的粘聚性較好，可採用較小的砂率。
施工要求的流動性較大時，粗集料易出現離析，為保持商品混凝土的粘聚性，需採用較大的砂率。
當採用加氣劑或塑化劑等外加劑時，可適當減小砂率。
合理砂率的變化還與水泥漿數量、砂石的品種及粒徑等因素有關：水泥漿量大時砂率應小；碎石商品混凝土的砂率應比卵石商品混凝土的大；細砂商品混凝土應比中、粗砂商品混凝土的砂率小一些。
5.其他影響因素
5.1水泥。在同一加水量下，水泥的標準稠度大者需水量大，所拌制的商品混凝土流動性要差一些。不同水泥的熟料礦物含量不同，高鋁水泥中鋁酸鹽含量高，需水量較大，而礦渣水泥的保水性較差，拌制商品混凝土易於泌水，其商品混凝土的坍落度一般較用普通水泥時小。水泥顆粒愈細，所拌制的商品混凝土流動性愈小。
5.2集料物理性狀。顆粒較大、形狀較圓、表面較光滑、稜角少及級配好的集料，所拌商品混凝土混合料的流動性較大。
5.3外加劑。除減水劑外，塑化劑、加氣劑等外加劑對和易性也有一定影響，一般情況下空氣量每增加1％，可使坍落度增加約2.5 cm。
5.4時間和溫度。商品混凝土一般都在攪拌後隨著時間的延長會變得越來越幹稠，塌落度將逐漸減小，這是由於拌合物中的一些水分逐漸被骨料吸收，一部分被蒸發，以及水泥的水化與凝聚結構的逐漸形成等作用所致。商品混凝土拌合物的和易性還受溫度的影響，隨著環境溫度的升高，商品混凝土的塌落度損失的更快，因為這時的水分蒸發及水泥的化學反應將進行的更快。
三、和易性的測定方法
商品混凝土拌合物的和易性內涵比較複雜，難以用一種簡單的測定方法和指標來全面恰當得表達。根據我國現行標準《普通商品混凝土拌合物性能試驗方法》規定，用坍落度與坍落擴展度法、維勃稠度法和增實因數法來測定商品混凝土拌合物的稠度，並輔以直觀經驗來評定粘聚性和保水性。
1.坍落度試驗
這是使用歷史最久、最為普遍的測定混合料流動性的方法，用標準坍落圓錐筒測定。該筒為鋼皮製成，高度H=300mm，上口直徑d=100mm，下底直徑D=200mm，試驗時，將圓錐置於平臺上，然後將商品混凝土拌合物分三層裝入標準圓錐筒內，每層用搗棒均勻地搗插25次。多餘試樣用抹刀刮平，然後垂直提取圓錐筒，將圓錐筒與混合料排放於平板上，測量筒高與坍落後商品混凝土試體最高點之間的高差，即為商品混凝土的坍落度。
坍落度筒提離後，如商品混凝土發生崩坍或一邊剪壞現象，則應重新取樣另行測定；如第二次試驗仍出現上述現象，則表示該商品混凝土和易性不好。
觀察坍落後的商品混凝土試體的粘聚性及保水性。粘聚性的檢查方法是用搗捧在已坍落的商品混凝土錐體側面輕輕敲打，此時如果錐體逐漸下沉，則表示粘聚性良好，如果錐體倒塌、部分崩裂或出現離析現象，則表示粘聚性不好。保水性以商品混凝土拌合物稀漿析出的程度來評定，坍落度筒提起後如有較多的稀漿從底部析出，錐體部分的商品混凝土也因失漿而骨料外露，則表明此商品混凝土拌合物的保水性能不好；如坍落度筒提起後無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示此商品混凝土拌合物保水性良好。
當商品混凝土拌合物的坍落度大於220mm時，用鋼尺測量商品混凝土擴展後最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個直徑之差小於50mm的條件下，用其算術平均值作為坍落擴展度值；否則，此次試驗無效。
如果發現粗骨料在中央集堆或邊緣有水泥漿析出，表示此商品混凝土拌合物抗離析性不好。
2.維勃稠度試驗
該方法是將坍落度筒放在直徑為40mm、高度為200mm圓筒中，圓筒安裝在專用的振動臺上。按坍落度試驗的方法將新拌商品混凝土裝入坍落度筒內後再拔去坍落筒，並在商品混凝土頂上置一透明圓盤。開動振動臺並記錄時間，從開始振動至透明圓盤底面被水泥漿佈滿瞬間止，所經歷的時間，即為商品混凝土的維勃稠度值。
這種測定方法適用於骨料最大粒徑不大於40mm，維勃稠度在5~30ｓ之間的商品混凝土拌合物稠度測定。
3.增實因數法
當坍落度不大於50mm或乾硬性商品混凝土和維勃稠度大於30ｓ的特乾硬性商品混凝土拌合物的稠度可採用增實因數法來測定。
該方法是將內徑為150mm、高度為300mm的鋼製圓筒放在臺秤上，用圓勺鏟取商品混凝土拌合物，不加任何振動與擾動地放入圓筒，圓筒內商品混凝土的質量按絕對體積為3000ml時商品混凝土拌合物的質量稱取。用不吸水的小尺輕撥拌合物表面，使其大致成為一個水平面，然後將重量為830克的蓋板輕放在拌合物上。將圓筒輕輕移至跳桌檯面中央，使跳桌檯面以每秒1次的速度連續跳動15次，最後使用量尺讀取商品混凝土增實因數。
四、結束語
總之，要很好地控制混凝士的和易性，提高硬化後商品混凝土的強度與耐久性，就要對商品混凝土拌合物的和易性加強檢驗與測定，找出影響商品混凝土和易性的主要因素並採取相應改進措施，只有這樣才能有效地控制混凝士的和易性，提高混凝士的質量，從而提高商品混凝土結構工程的質量。
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