说说混凝土拌合物的匀质性及其判定方法

浇筑混凝土时一项非常辛苦的工作，再加上目前浇筑混凝土的施工人员都是50岁以上的老人，对减轻劳动强度的渴望，异常强烈，普遍要求大流动性、大坍落度，而忽视混凝土拌合物的匀质性。如何控制混凝土拌合物的匀质性是一个亟待解决的问题，确保匀质性良好，拌合物不离析、分层，事关混凝土质量。混凝土坍落度是常用的技术指标，操作简单、直观，但其并不是对新拌混凝土质量的全面表征，至少说它不能反映新拌混凝土的匀质性。混凝土坍落度不超过180mm时，离析分层一般出现在C20以下的低强度等级混凝土中，随着混凝坍落度的提高，拌合物匀质性问题不仅在低强度等级混凝土出现离析，C30、C35甚至C40的混凝土也时常出现较严重的离析。混凝土拌合物匀质性差，造成各组分分布不均，硬化时不均匀的收缩使混凝土开裂几率加，研究表明水泥浆：砂浆：混凝土的收缩值等于1:2:3。

混凝土拌合物是一个多组分的混合体，在其输送、浇筑、振捣等过程中，物料发生运动，对于匀质性优良的混凝土，各组分是相互制约的，是协调的。如果混凝土拌合物的匀质性差，在运输、浇筑、振捣过程中，由于各组分物理性质和几何性质的差异，运动方向和速度是不一致的，造成骨料与浆体之间的相互作用较弱，运动方向和速度是不一致的，骨料下沉，使得混凝土各组分不均匀分布。在混凝土生产实践中，尤其要重视混凝土拌合物的匀质性，不仅要关注拌合物时间上保持的匀质性，也要使拌合物保持空间上的匀质性。从时间上说，混凝土需要从生产地点到施工地点，需要经过一个运输过程，在这段时间内拌合物的匀质性不能发生较大的变化。从空间上说，混凝土拌合物浇筑成型后，在重力和外力作用下应可以保持一定的均匀性。混凝土拌合物的匀质性十分重要，不能因为提高流动性，而忽视粘聚性和保水性，造成混凝土离析、分层匀质性变差。混凝土拌合物出现离析、分层现象，正是由于缺乏对混凝土拌合物匀质性控制的具体体现。

混凝土拌合物的匀质性直接影响硬化混凝土的性能，混凝土拌合物匀质性差，必然导致硬化混凝土的各组分不均匀分布。从强度上看，匀质性良好的混凝土各组分均匀分布，各部分的水胶比相差不大，各部分强度也均匀分布。若混凝土拌合物匀质性差，以至于发生离析、分层时，不同部位的水胶比是不相同的，有的区域水胶比明显较大，其混凝土的强度也可能低于设计强度。对于一个混凝土工程而言，破坏往往是从最薄弱部位开始的，而水胶比较大的区域则成了最薄弱区域，这一区域混凝土的性能决定了混凝土工程的性能。混凝土拌合物匀质性差，离析、分层导致混凝土硬化过程中收缩变形不一致是混凝土开裂的一个重要原因。匀质性差的混凝土拌合物，在浇筑、振捣过程中，骨料下沉，水分上移，在硬化过程中，骨料较多的下部在骨料的约束下，收缩变形较小。反之，上部混凝土由于骨料较少而水分较多，干缩变形较大，在受拉区域将产生裂缝。

提高新拌混凝土流动性的措施主要是增大用水量，或者增加减水剂掺量，在施工现场，则是通过加水来提高混凝土的流动性。采用这些方法提高新拌混凝土流动性，离析现象自然是在所难免了，混凝土强度不足现象并不少见，混凝土开裂现象也是屡见不鲜。目前普遍采用大坍落度、大流动性施工，但在提高混凝土拌合物流动性的同时并没有十分重视拌合物的匀质性，出现了较多的混凝土离析问题。无论是从混凝土的施工来看，还是从混凝土的性能来看，匀质性都应成为混凝土拌合物的一个重要控制指标，匀质性不合格的混凝土就是不合格的混凝土。

既然混凝土拌合物的匀质性如此重要，找到一种简单易行的评价方法对其控制十分重要。这里简要介绍两种方法，一种参考吴中伟院士《高性能混凝土》一书中坍落度试验后分别测量坍落度与扩展度，若其比值在0.4左右，可以认为拌合物匀质性较好。另一种是按照混凝土坍落度试验方法，当新拌混凝土坍塌稳定后，分别从半径为二分之一的内部与外部各取一升，分别称量重量，然后分别测定这两部分混凝土中的粗骨料含量。

从理论上讲，在混凝土拌合物坍塌流动过程中，浆体或者砂浆带动粗骨料运动，浆体和砂浆的粘滞力越大，带动粗骨料的运动能力越强，混凝土拌合物的匀质性越好，越不容易发生离析、分层。若浆体和砂浆的粘滞力弱，浆体或砂浆的带动粗骨料的能力弱，浆体或砂浆流动速度明显大于粗骨料，造成中间粗骨料多，边部混凝土中的粗骨料很少，这两部分混凝土中粗骨料含量的差异较大。如果这两部分混凝土中粗骨料之差大于一定的数值，表明混凝土已经离析。用这两部分混凝土粗骨料含量比值来判断混凝土的匀质性，若外、内比值大于95%时，可以认为拌合物匀质性优，90%～95%时，可以认为拌合物匀质性良。这种方法既可以用于混凝土的生产控制，也可以用于混凝土的现场检验。

调整混凝土拌合物匀质性的措施：

（1）若新拌混凝土拌合物的流动性小于设计要求，调整时要保持水胶比不变适当增加浆体量或者增加外加剂用量；

（2）若混凝土拌合物过大，可以考虑降低外加剂用量或者降低浆体用量；

（3）改善骨料级配，降低骨料比表面积和空隙率，也可以达到改善混凝土拌合物匀质性的目标；

（4）适当使用引气剂或者引气型外加剂，也是改善混凝土拌合物匀质性的有效措施。

混凝土中充满哲学，大流态混凝土拌合物带来施工便利的同时，也容易造成混凝土拌合物匀质性问题，主要体现在中低强度混凝土如果粉体用量低容易出现离析泌水现象，造成匀质性差。

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