混凝土不应该是冷冰冰的,应该有温度,应该有生活的气息,混凝土可以做到像腊八粥一样,才是“活的”混凝土。看着八宝粥的状态,脑海中不由得浮现出混凝土拌合物的状态。精心熬制的腊八粥,表面光亮有光泽,粥中的花生、红枣、桂圆等大颗粒均匀地分布在大米、小米及粥体中间,没有离析、分层现象。好的混凝土和好的腊八粥一样,在施工中运输、振捣使拌合物各组分均匀分布,无分层现象。八宝粥似的混凝土是我们配制混凝土的理想状态,也是对混凝土工作性的追求。研究表明浆体、砂浆和混凝土的收缩的比例大致是3:2:1,也就是说拌合物匀质性差,出现分层现象,表层的浆体更容易产生裂缝。此外实践证明,像八宝粥一样的混凝土拌合物的强度比同配比离析分层的混凝土强度高3~5MPa。
做好混凝土同做好八宝粥一样,首先要优选食材,如白米、红枣、莲子、核桃、栗子、杏仁、松仁、桂圆、榛子、葡萄、白果、菱角、青丝、玫瑰、红豆、花生等原料,“腊八”中有个“八”字,配料时都以凑齐八样为宜。各种八宝粥的原材料和混凝土原材料一样讲究级配,红枣、花生从粒径上看就相当于混凝土中的粗骨料,白米等颗粒小的就如混凝土中的细骨料,悬浮在浆体中,错落有致(严格来说是粗细骨料相互“托举”堆积,均匀分布)。各种不同粒径的食材按照一定比例配制,粗细搭配合理,既形成一个良好的连续级配,使空隙率较小,又具有较小的骨料面积便于浆体包裹。混凝土拌合物要形成的悬浮状态和八宝粥一样,浆体要有一定的粘度形成浮力使骨料颗粒不能快速下沉分层,细颗粒骨料对大颗粒骨料也具有一定的“托举”阻滞作用,在运动时拖拽骨料一起运动,静止时相互依托,相互支撑均匀分布。
在混凝土生产和施工过程中,具有像八宝粥一样的混凝土拌合物是混凝土技术人员的追求,拌合物具有良好的粘聚性、保水性,也具有一定的流动性,施工中易于密实成型,又不产生离析分层,无明显泌水现象。混凝土是由性质各异的多种组分构成的固、液、气混合体系,密度较大的粗颗粒在重力的作用下必然具有下沉的倾向,而水等密度较小的组分必然相对于粗骨料向上运动。从这一点来讲,混凝土拌合物各组分相互分离的趋势很难避免。新拌混凝土拌合物体系均质性破坏的程度主要依赖于浆体的粘度、骨料和浆体体系之间的密度差和混合体系中骨料的体积等。混凝土拌合物中骨料的下沉速度与骨料的半径、骨料与浆体密度的差成正比,与浆体黏度成反比。
首先浆体要有一定的稠度,这一点由水胶比和外加剂用量决定,合适的浆体稠度要协调用水量和外加剂用量。水胶比小,浆体稠度大,粗骨料下沉速度会减慢,但混凝土工作性也会降低,加入外加剂可以改善浆体流动性但也会降低浆体粘度。浆体填充骨料空隙并包裹于骨料表面,减少骨料间摩擦力,又有一定粘度,在运动时拖拽骨料一起运动,静止时相互依托,相互支撑均匀分布。选择合适的混凝土用水量,使浆体填充骨料的空隙后,剩余浆体满足设计工作性要求。用水量过大,造成浆体过多,不利于混凝土体系稳定性,用水量较小,浆体不足,容易造成混凝土粘聚性差,流动度不足。因此,用水量不宜过多或过小。
其次,拌合物要保持良好匀质性,让体系中粒径较大的粗骨料像桂圆、花生和红枣在八宝粥中悬浮一样,粗骨料颗粒在拌合物中一方面受粗骨料自身重力要下沉,如颗粒粒径越大或者密度越大,质量大下沉速度相对越快,反之骨料下沉速度变慢;另一方受浆体与细骨料砂组成的砂浆稠度的影响,砂浆稠度越大阻碍骨料下沉的浮力也越大,砂浆稠度的大小受水胶比的影响和砂率大小的影响。如低强度等级混凝土水胶比通常较大,往往通过增大砂率来提高砂浆稠度,改善混凝土粘聚性和保水性,阻止混凝土拌合物离析分层。
实现八宝粥似的混凝土状态可以考虑以下措施:
(1)增加拌合物浆体的黏度。通过增加矿物掺合料用量或添加增稠剂,来降低骨料下沉的速度,减少分层泌水。
(2)增加浆体的密度。在混凝土浆体中水的密度最小,减少水的用量,即降低水胶比是提高浆体密度最有效的方法。同时,降低水胶比也能提高浆体的黏度。
(3)控制适宜的浆体量。混凝土拌合物中浆体的用量与坍落度相协调,过少不利于填充并包裹骨料表面获得满意的工作性,过多的浆体容易造成骨料下沉浆体上浮,浆体分层。
(4)改善骨料级配,降低空隙率。采用骨料复配手段,使粗细骨料相互填充相互依托,降低骨料分层。
(5)选用粒径较小的粗骨料。在砂浆稠度一定的条件下,粗骨料粒径越大,单个重量越大,下沉速度越快,反之,粒径减小,下沉速度降低。因此,在拌合物工作性要求较大时,应选择粒径较小的粗骨料,降低离析的程度。
(6)选择合适的骨料体积。在满足工作性要求时应尽量采用较大的骨料体积,提高混凝土拌合物的稳定性。但骨料体积也并非越大越好,过多的骨料会造成混凝土干涩、密实性差,易分层。因此,应根据混凝土拌合物设计要求,选择合适的骨料体积。
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向奋斗在混凝土生产一线的砼行道声:腊八节快乐!