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      拌和后加水對混凝土性能的影響

      更新時間:2021-09-08 15:53:38點擊次數:152次

      0引言

      混凝土的質量受水膠比的影響較大,雖然GB50666—2011《混凝土結構工程施工規范》中的強制性條文規定:“混凝土運輸、輸送、澆筑過程中嚴禁加水”,但是施工現場人員為了增加混凝土的工作性而不法加水的現象還是時常發生。文獻對施工現場向新拌混凝土中隨意加水的原因進行了分析論述,并給出了相應問題的預防措施和處理對策。不同水泥品種和水灰比的新拌混凝土進行了二次加水試驗,其結果表明,在混凝土澆筑前為彌補坍落度損失而采取的人為二次加水可使混凝土的抗壓強度損失20%41%,并且其后期強度增長率減慢。加水后,水膠比變大,混凝土原有的力學性能和耐久性能被消弱而降低,其降低程度與加水量和加水時間的關系目前尚不明確,也未有文獻對此進行檢討。

      為了對已澆筑混凝土的真實性能做出客觀合理判定,并闡明拌和后加水對混凝土性能的影響,本研究通過調節混凝土拌和后的加水量、加水時間和養護方式等因素,來研究混凝土拌和后加水對混凝土強度特性和收縮特性的影響。

      1試驗

      1.1原材料

      水泥:P·O42.5級水泥,密度為3.14g/cm3。

      骨料:中砂,細度模數為2.70,表觀密度為2.57g/cm3,吸水率為1.53%,洗凈晾至飽和面干;碎石,粒徑為520mm,表觀密度為2.74g/cm3,吸水率為0.43%,洗凈晾至飽和面干。

      減水劑:木質素磺酸鹽系減水劑。

      引氣劑:烷基苯磺酸鹽類陰離子表面活性劑。

      水:自來水。

      1.2試驗方法


      混凝土配合比如表1所示。在實地調研的基礎上,結合新拌混凝土的運輸時間和施工現場的違規加水情況,本試驗在混凝土拌和后的加水時間的變量定為0、1、2h,加水量的變量定為0、15、30kg/m3。

      在基準混凝土拌和終了后,每隔10min攪拌20s直至所定的加水時間,按所定的加水量加水后再攪拌60s,然后按照GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》測量混凝土的坍落度和含氣量,檢測結果見表1。


      由于加水后混凝土的體積和含氣量發生了變化,單位體積內的水、水泥、砂和石的用量也出現了變動,表1中給出的配合比是其修正后的配合比。按照GB/T50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》的要求,制作混凝土抗壓強度、劈裂抗拉強度和抗折強度的標準試件,然后分別在水中(水溫(20±2)℃)和氣中(恒溫室溫度(20±2)℃,相對濕度(60±5)%)養護至7、28d齡期時測定相應的強度值。按照GB/T50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》中有關收縮試驗的規定,制作和養護用于混凝土干燥收縮性能試驗的棱柱體試件,并采用接觸法測定其干燥收縮應變,同時測定干燥收縮過程中試件的質量損失率。

      2結果與討論

      2.1拌和后加水對混凝土抗壓強度的影響

      混凝土拌和后的加水量和加水時間對其抗壓強度有顯著影響,見圖1?;炷恋目箟簭姸入S著加水量的增加呈非線性降低趨勢,加水量為15kg/m3時抗壓強度約降低了8%13%,而加水量為30kg/m3時抗壓強度降低了20%35%。加水后混凝土抗壓強度的降低量不僅與加水量有關,還與加水時間、齡期和養護條件有關。當加水量為15kg/m3時,加水時間為0、1、2h所對應的混凝土,水中養護7d抗壓強度降低量分別為9.3%、13.4%、9.0%,水中養護28d抗壓強度降低量分別為9.0%、9.1%、7.7%。當加水量為30kg/m3時,加水時間為0、1、2h所對應的混凝土,水中養護7d抗壓強度降低量分別為29.2%、22.1%、18.8%,水中養護28d抗壓強度降低量分別為25.2%、17.1%、19.9%。加水量相同時,加水時間的延遲雖然易引起混凝土坍落度的降低(見表1),但能夠改善加水對其抗壓強度的影響,降低抗壓強度的損失量?;炷良铀?d抗壓強度降低量大于28d抗壓強度降低量,表明拌和后加水對混凝土早期強度降低的影響較大。與水中養護相比,相同加水條件下氣中養護混凝土的抗壓強度要低18%~28%。與氣中養護的基準混凝土相比,加水量30kg/m3且加水時間為0、2h所對應的混凝土,氣中養護7d抗壓強度降低量分別為34.5%、20.2%,氣中養護28d抗壓強度降低量分別為24.3%、17.7%。與水中養護相比,氣中養護對加水混凝土早期強度降低量的影響較大。


      2.2拌和后加水對混凝土劈裂抗拉強度的影響

      從圖2可以看出,拌和后加水能顯著降低混凝土劈裂抗拉強度,抗拉強度的降低量受加水時間、加水量和養護條件共同影響。當加水量為15kg/m3時,加水時間為0、1h所對應的混凝土,水中養護7d抗拉強度降低量分別為6.6%、3.9%,水中養護28d抗拉強度降低量分別為8.0%、4.0%。

      當加水量為30kg/m3時,加水時間為0、2h所對應的混凝土,水中養護7d抗拉強度降低量分別為17.0%、10.1%,水中養護28d抗拉強度降低量分別為13.0%、9.3%。以上數據表明:加水時間相同時,加水量越大抗拉強度降低量越大;而加水量相同時,延遲加水時間可以有效的改善抗拉強度的降低量。與水中養護相比,相同加水條件下氣中養護混凝土的抗拉強度要低9%23%。與氣中養護的基準混凝土相比,加水量30kg/m3且加水時間為0、2h所對應的混凝土,氣中養護7d抗拉強度降低量分別為26.9%、21.6%,氣中養護28d抗拉強度降低量分別為27.3%、19.1%。氣中養護對加水后混凝土抗拉強度的相對降低量的影響顯著,其降低程度約是水中養護的兩倍。不論是水中養護還是氣中養護,加水后混凝土7d抗拉強度相對降低量與28d抗拉強度相對降低量無明顯區別,表明齡期對加水混凝土抗拉強度的相對降低量影響較小。


      2.3拌和后加水對混凝土抗折強度的影響

      拌和后加水能夠降低混凝土的抗折強度,見圖3,抗折強度的變化與加水量、加水時間和養護方式有關。當加水量為15kg/m3時,加水時間為0、1h所對應的混凝土,水中養護7d抗折強度降低量分別為0.5%、3.0%,水中養護28d抗折強度變化分別為降低1.2%和增加4.5%。當加水量為30kg/m3時,加水時間為0、2h所對應的混凝土,水中養護7d抗折強度降低量分別為9.5%、15.4%,水中養護28d抗折強度降低量分別為7.8%、5.2%。加水混凝土7d抗折強度的降低量大于28d抗折強度的降低量,表明拌和后加水對混凝土早期抗折強度降低的影響較大。加水量相同時,加水時間的延遲可以改善混凝土的后期抗折強度。加水量較低時,加水對水中養護混凝土抗折強度降低的影響較小。相同加水條件下,水中養護混凝土抗折強度的降低量小于其抗壓強度的降低量,表明加水對水中養護混凝土抗壓強度的影響大于對其抗折強度的影響。與水中養護相比,相同加水條件下氣中養護混凝土的抗折強度要低19%39%。與氣中養護的基準混凝土相比,加水量30kg/m3且加水時間為0、2h所對應的混凝土,氣中養護7d抗折強度降低量分別為20.9%、32.4%,氣中養護28d抗折強度降低量分別為20.0%、5.7%。氣中養護對加水混凝土7d抗折強度的降低影響顯著,其降低程度約是水中養護的兩倍。

      2.4拌和后加水對混凝土干燥收縮性能的影響

      圖4給出了不同養護條件下加水混凝土隨齡期增長而發生的質量損失變化和干燥收縮變化。當加水條件為0-0、0-30、2-30時,水中養護混凝土在180d時的質量損失率分別為1.12%、1.53%、1.47%,干燥收縮應變分別為321、353、346με;氣中養護混凝土在180d時的質量損失率分別為1.09%、1.65%、1.73%,干燥收縮應變分別為332、366、359με。加水時間不變,加水量越大,因干燥引起的質量損失率越大,混凝土的收縮應變也就越大。加水量不變,加水時間的延遲能夠改善干燥過程中的質量損失率,降低混凝土的干燥收縮應變。與水中養護相比,相同加水條件下氣中養護對加水混凝土收縮變形的影響較大。

      3結論

      拌和后再次加水對混凝土的力學性能和收縮性能有顯著的影響,強度的降低量和干燥收縮的大小不僅與加水量有關,還與加水時間和養護條件有關。

      拌和后加水對混凝土早期抗壓和抗折強度降低的影響較大,且抗壓強度的降低量大于抗折強度的降低量;加水量相同時,加水時間的延遲可以改善混凝土強度的降低量;與水中養護相比,相同加水條件下氣中養護對混凝土強度降低的影響更加明顯。

      拌和后的加水量越大,混凝土的干燥收縮就越大;加水量不變,加水時間的延遲能夠降低其干燥收縮應變;與水中養護相比,相同加水條件下氣中養護對加水混凝土收縮變形的影響較大。

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