混凝土的材料中各起什么作用

一. 概述

流态混凝土用作商品混凝土时，对新拌混凝土的流动性和流动性损失的控制要更严格。因为运距较长，交通堵塞等因素，要求坍落度损失小，2h(有时超 过2h)内混凝土应保持流动性，浇灌时要求泵送。用后掺法虽然能解决坍落度损失和泵送等问题，但是增加了搅拌时间或次数，这样影响商品混凝土的产量,并且 使搅拌操作复杂。即使这样在泵送前掺超塑化剂，在搅拌运输车中快速搅拌3min，也不能充分发挥超塑化剂的分散作用，拌合物均匀性差。因此，至少在我国， 后掺法不易推广，还是采用同掺法好。这就要求研究新的超塑化剂，保证新拌混凝土的流动性保持在2h或2h以上，而不影响硬化混凝土的强度，特别是早期强 度。

我国商品混凝土中，约70％是标号C25～C40，C50～C60 在一些重要工程中应用，个别特殊情况采用C70～C80。为了减少水泥用量、改善新拌混凝土的工作性，以及提高硬化混凝土性能，特别是耐久性，应当掺用粉 煤灰。这样在掺10％～25％粉煤灰的情况下，可以减少单位水泥用量10％～20％。计算 表明，基准混凝土中掺20％粉煤灰(减少水泥用量10％情况 下)可节省能源10％。基准混凝土掺超塑化剂(减少水泥用量15％时)配制流态混凝土可节省能源15％。当粉煤灰和超塑化剂同时掺用时可节省能源 25.5％。因此，将粉煤灰和超塑化剂同时掺用配制流态混凝土是相当节能的，并且在性能和节能两方面都可得到满意的效果。

流态混凝土由于掺超塑化剂使拌合物流变性得到改善，即屈服值减小、塑性粘度降低和滞后圈变小，因而几乎接近牛顿型流体。这样就增加了流态混凝土的 可泵性。基准混凝土中掺0.4％～0.8％是0.75％)超塑化剂所得到的流态混凝土，其泵送压力降低25％一35％。

泵送混凝土在泵压的作用之下，会产生坍落度损失、离析和堵泵现象。关键是通过混凝土配合比和超塑化剂的成分来调整拌合物的均匀性和稳定性、流动性和枯聚 性。在泵送混凝土中，细粉料(<0.25mm)的用量应在350～400kg/m3之间，水泥用量不得低于250kg/m3，粗集料较大粒径为 25mm或31.5mm。另外，掺用粉煤灰，因为粉煤灰在较大降低屈服值的同时，塑性粘度降低小—些，这样使拌合物保持一定的粘聚性，提高了稳定性， 从而防止离析和堵泵现象。

流态混凝土主要用于高层建筑的基础、梁、柱、框架、桥梁等现浇混凝土，以及T型接头的整体浇灌。特别是配筋密集、不易振捣或不需振捣(“自坍”或“自流平”)的情况下。

二

三. 混凝土配合比设计和优化

商品混凝土的工艺不同于现场搅拌的混凝土，运输距离和时间的存在必须控制坍落度损失。因此在设计混凝土配合比时应考虑如下因素：

(1) 根据运距和运输时间确定初始坍落度：近距离(<10km)或1h时，初始坍落度为18cm～20cm；远距距离(>10 km)或2h时，为20cm～22cm。

(2) 控制坍落度损失，即控制入泵前的坍落度应大于15cm。因为坍落度<15cm时可泵性差。而坍落度>20cm时，浇筑后混凝土长时间保持大流动性状态、其稳定性差容易产生离析，凝结慢。

(3) 初凝时间的控制：梁板柱浇筑时初凝时间8 h～12h，大体积混凝土为12h～15h。

(4) 商品混凝土作为一种建材产品参与市场竞争必须考虑经济性，在保证技术性能的前提下售价较低。对商品混凝土总的要求是：稳定、可靠、适用和经济。

传统的混凝土配合比设计方法(即假定容重法和体积法)是以强度为基础的，即根据“水灰比定则”设计配合比。而我们提出的全计算配合比设计方法 是以工作性、强度和耐 久性为基础，通过混凝土体集模型推导出用水量和砂率计算公式，并且将此二式与水灰比定则相结合实现FLC和HPC的组成和配合比的全计算。全计算法与传统 设计方法相比较，全计算法使混凝土配合比设计由半定量走向全定量，由经验走向科学。与传统配合比设计相比，全计算法更方便快捷地得到优化的混凝土配合比。

混凝土分类

（一）按表观密度分类

1. 重混凝土。表观密度大于2600kg/m3的混凝土。常由重晶石和铁矿石配制而成。

2. 普通混凝土。表观密度为1950～2500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中相当常用的混凝土品种。

3. 轻混凝土。表观密度小于1950kg/m3的混凝土。包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。

（二）普通混凝土存在的主要缺点

1. 自重大。1m3混凝土重约2400kg，故结构物自重较大，导致地基处理费用增加。

2. 抗拉强度低，抗裂性差。混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/10～1/20，易开裂。

3. 收缩变形大。水泥水化凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达500×10－6m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝。

（三）普通混凝土的基本要求

1. 满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。

2. 满足设计要求的强度等级。

3. 满足工程所处环境条件所必需的耐久性。

4. 满足上述三项要求的前提下，较大限度地降低水泥用量，节约成本，即经济合理性。

二、新拌混凝土的性能　

（一）混凝土的和易性

1．和易性的概念。

新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易程度；粘聚性是指拌合物各组成材料之间不产生分层离析现象；保水性是指拌合物不产生严重的泌水现象。

通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好，或者流动性减小说成和易性变差。良好的和易性既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。

2．和易性的测试和评定。

混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指标，到目前为止全世界尚无能够***反映混凝土和易性的测定方法，通常通过测定流动性，再辅以其他直观观察或经验综合评定混凝土和易性。对普通混凝土而言，流动性的测定方法相当常用的是坍落度法和维勃稠度法，维勃稠度法用于坍落度小于10mm的干硬性混凝土。

（1）坍落度法：将搅拌好的混凝土分三层装入坍落度筒中，每层插捣25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm）**混凝土的流动性。坍落度越大，则流动性越好。

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