浆体特性和用量对混凝土流动性影响研究：

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浆体特性和用量对混凝土流动性影响研究：

0引言
混凝土是世界上用量大的建筑材料，性能的优劣与人们的生产、生活息息相关。流动性是混凝土基本的性能之一，流动性的好坏不仅决定了施工效率、劳动强度，同时还影响混凝土的强度、耐久性以及外观质量。混凝土的流动性可以理解为浆体润滑作用下粗骨料之间的相对运动过程，这一过程取决于粗骨料之间的摩擦作用。浆体作为良好的填充介质可以降低粗骨料之间的摩擦损耗，从而提高混凝土的流动性。浆体对混凝土流动性的促进作用不仅与浆体本身的流变特性相关，也与混凝土中浆体的含量有关。
混凝土中浆体的流变特性与相对用量共同构成了浆体对混凝土流动性的影响，将这两个影响因素纳入到新拌混凝土的浆体-粗骨料二元混合悬浮体系中，并进行统筹分析，从而为混凝土的流动性设计和调控进行指导。为研究方便，本文通过调整减水剂的掺量来改变浆体的流变特性，通过调整石子的用量以改变浆体用量，通过测试新拌混凝土的流动性来系统研究这两个参数的影响。
1试验部分
1.1试验原材料
①水泥：厦门美益集团有限公司生产的P·II52.5水泥，性能指标如表1所示。②砂：级配良好的中砂，符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的规定，砂的大粒径不超过5mm。③石：5～31.5mm连续级配碎石，表观密度和堆积密度分别为2700kg/m3和1400kg/m3。④减水剂：萘系高效减水剂，粉剂。

1.2试验方案
为研究混凝土中浆体特性和用量对混凝土流动性的影响规律，避免其他因素的干扰，本文选取水泥为单一胶凝材料，固定水灰比为0.55，浆砂比选取为0.826、0.966和1.059，浆石比选取为1.536、1.739和1.941，减水剂掺量选取为0、2‰、4‰、6‰、8‰。通过调整减水剂的掺量和水泥浆与砂子的体积比（浆砂比）以改变浆体的流变特性。通过调整石子的用量以改变浆体用量，以浆体与石子的体积比（浆石比）表征混凝土中浆体的相对用量，所用混凝土配合比如表2所示。

1.3性能测试与表征
混凝土拌合过程、新拌性能测定按照GB/T50080-2011《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行。混凝土搅拌完后，立即用坍落度桶测试混凝土的坍落度，以表征新拌混凝土的流动性。
2试验结果与讨论
2.1浆体特性对混凝土流动性的影响

从图1可以看出，浆砂比较小为0.826时，减水剂对混凝土流动性的提升作用十分明显，对于不同浆石比的混凝土，掺加0.8%的减水剂后坍落度均可提高140mm左右，减水剂的作用相差不大。对于流变性能较差的浆体，通过掺加减水剂改善其流变性能，会显著促进混凝土的流动性。

从图2可以看出，浆砂比增大到0.966时，减水剂对于坍落度的提升作用也相对显著，对于不同浆石比的混凝土，掺加0.8%的减水剂后坍落度均可提高130mm左右，减水剂的作用相差不大。但是，相较于浆砂比为0.826的混凝土，减水剂的作用已经降低了，这是由于浆砂比增大后混凝土中浆体流变性变好，掺加减水剂对浆体流变性的改善作用已不如低浆砂比时显著。

从图3可以看出，浆砂比增大到1.059时，减水剂对于混凝土坍落度的提升作用明显，但是相较于以上两个系列的混凝土，其效果明显下降，仅能增加坍落度80mm左右。高浆砂比时，混凝土中浆体本身的流变性已经很好，掺加减水剂已不能显著提升浆体的流变性能。
从以上3图可以看出在不同的混凝土中，减水剂对其流动性的促进作用差异很大。当混凝土中浆石比和浆砂比两个参数都很大时，混凝土的流动性较好，掺加减水剂对混凝土流动性促进作用有限；而这两个参数均很小时，掺加减水剂会显著改善混凝土中浆体的流变性能，从而提升混凝土的流动性。
2.2浆体用量对混凝土流动性的影响

从图4可以看出，当浆砂比较小时，随着浆石比的增大，混凝土坍落度明显提升，不同的减水剂掺量情况下混凝土坍落度增幅相近，表明在此种情况下浆石比对于坍落度的贡献基本不受其他因素影响。这是因为低浆砂比时，混凝土中的浆体流变性能较差，混凝土的流动性主要取决于浆体用量，提高浆石比是主要措施。

从图5和图6可以看出，随着浆砂比的增大，浆石比对混凝土坍落度的贡献逐渐降低，且当浆砂比增大到1.059时，浆石比对坍落度几乎没有影响。减水剂对混凝土坍落度的影响也随着浆砂比增大逐渐减弱，当浆砂比增大到1.059时，减水剂对坍落度的影响降低到60mm以内。
浆石比对于混凝土流动性的作用并不是均匀的，当减水剂掺量较低、浆砂比较小时，当浆石比从1.739升到1.941的变化中，坍落度的增幅明显，对于流变性较差的浆体，浆石比对于混凝土坍落度的影响是显著的，可以作为控制因素。
3结论
（1）混凝土的流动性与其中浆体的流变性能和含量密切相关，浆体的流变性能越好，浆体的含量越高，混凝土的流动性越好。
（2）混凝土中减水剂掺量较低、浆砂比较小时，浆体的流变性能较差，浆石比对于混凝土流动性的影响是显著的，可以作为控制因素。而当减水剂掺量较高，或者浆砂比较大时，浆体的流变性能很好，浆石比的作用不显著，增加浆体的用量对混凝土的流动性提升作用不明显。
（3）混凝土流动可以描述为浆体起到润滑作用的粗骨料相对运动过程。这一过程中，浆体的流变特性和用量起到重要作用。浆体变形能力高，混凝土中浆体量较低即可达到较大的流动度。