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拌和后短时内的二次加水对混凝土性能的影响

发稿时间:2021-04-07

0引言

混凝土拌合好后,浇筑前的二次加水对混凝土的性能影响很大,这一点得到普遍认可。一般认为:二次加水会使混凝土的抗压强度损失20%41%,并且其后期强度增长率会减慢,耐久性降低,该现象的产生,不仅与加水量有关,而且与加水时间和养护条件有关。试验过程和工程实例均表明,混凝土拌和好后,在不加水的情况下,随时间的延长,强度逐渐降低,34h内降低的幅度不是很大。混凝土出机时间越长,恢复初始坍落度需要的后加水量就越多,并且混凝土强度等级越高,加水后期抗压强度受影响越明显。很多学者注意到施工现场和长时间放置后二次加水对混凝土的影响,而现实中,常会遇到搅拌好的混凝土坍落度小于设计要求,废掉浪费,大部分会采取再次加水的方法进行调节,而此时的二次加水对混凝土后期性能(特别是抗压强度)的影响如何,是个值得分析的问题。


向定量混凝土中加入定量水后,进行容重、密度和抗压强度等一系列试验分析,观察短时内二次加水对混凝土后期性能的影响。


1试验

1.1试验用原材料

水泥为蚌埠海螺水泥有限公司产的P·O42.5水泥,其性能指标见表1;粉煤灰为淮南市珍珠粉煤灰开发利用有限责任公司产Ⅱ级粉煤灰,其性能指标见表2;矿粉为江苏淮龙新型建材有限公司产S95矿粉,其性能指标见表3;混合砂为凤阳武店产,其性能指标见表4525mm碎石和510mm瓜子片均为淮南上窑产,其性能指标见表5;聚羧酸高性能减水剂产地为蚌埠,其性能指标见表6;水为当地生活用自来水。






1.2试样成型

利用HJS-60型双卧轴混凝土试验用搅拌机(生产厂家:北京耐久伟业科技有限公司)成型原材料比例如表7所示的混凝土试样,每种配比成型1组(每组3块),试样尺寸为150mm×150mm×(>100mm,每个试模装入5709g湿拌混凝土,然后再向每组试模中分别定量加入10%20%30%40%的水,在试模内搅拌均匀(注意:不要把水溅出),然后用捣棒插捣密实均匀,测量此时混凝土的体积(计算容重用),成型试件和加水量如表8所示,成型后如图1所示。


成型过程:加料后(水泥、砂、石、矿物掺合料),干拌3min,加水(有外加剂的需要把外加剂事先混匀在水中),机械搅拌4min


取芯:分别对标准养护90d的每组混凝土试块进行取芯,芯样直径为100mm,然后去除两端部分,切成高径比11的芯样(如图2所示)。


2结果与分析

2.1试验结果

通过试件成型时湿拌混凝土体积的测定和质量的称量,最终得出不同二次加水量与混凝土容重间的关系图,见图3



加工好的芯样泡水48h后,称取芯样质量,测量其尺寸,计算出该状态下硬化混凝土的密度,最终得到不同二次加水量与硬化混凝土体积质量间关系图,见图4


YA-2000C型电液式压力试验机上进行抗压强度测试,试验方法和数据处理方法参照标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T5008,得出不同二次加水量对硬化混凝土抗压强度的影响,见图5



由图3可知:湿拌混凝土的容重随着加水量的增多而减小,因为水的密度小于骨料、胶凝材料和外加剂的密度,所以出现了加水越多,湿拌混凝土容重越小的现象。


4表明硬化混凝土的体积质量随着二次加水量的增大而减小,间接说明了湿拌混凝土容重与二次加水量间的关系;骨料和胶凝材料不变的情况下,硬化混凝土体积质量的变小说明其内部的孔隙率变大,同时也是二次加水导致自由水变多的直接后果。


5说明硬化混凝土抗压强度随着二次加水量的增大而减小。由于二次加水与一次加水间隔时间不长,水化产物量不多,因水化产物的晶体结构遭到再次插捣和加水破坏而导致水化产物间作用力减弱的现象,对混凝土的最终硬化强度影响有限,所以,该情况下,时间对湿拌混凝土硬化后强度的影响可以忽略不计。


二次加水量的增大依次导致了湿拌混凝土容重和硬化混凝土体积质量的减小,并最终导致硬化混凝土抗压强度的降低,所以二次加水对湿拌混凝土容重、硬化混凝土体积质量和抗压强度的影响趋势基本一致。


由表9可知:对于二次加水量在040%的情况,二次加水量在10%20%间时,抗压强度相对于不加水时损失最大,其中二次加水20%时,抗压强度损失达到30%,而在其他情况下,每多加10%,抗压强度多损失10%左右,二次加水40%时,抗压强度损失达到50%。因此,混凝土抗压强度与二次加水量间是局部线性相关。


3结论

在骨料、胶凝材料和外加剂保持不变,测完坍落度后短时内的二次加水,对湿拌混凝土容重、硬化混凝土体积质量和抗压强度的影响趋势基本一致,都是随着二次加水量的增大而减小,但二次加水量与硬化混凝土抗压强度间只是局部线性相关,二次加水20%时,硬化混凝土的抗压强度降低30%,二次加水40%时,硬化混凝土抗压强度可降低50%

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