VC值与拌和物成分和水泥用量的关系试验研究

碾压混凝土拌和物的VC值受多方面因素的影响,主要有水胶比及单位用浆量、粗细骨料的特性及用量、粉煤灰的特性及掺量、外加剂、拌和物停置时间等。

1.水胶比及单位用浆量

在单位胶凝材料用量一定的情况下,水胶比的大小实际上是单位用水量的多少。在水胶比一定的情况下,单位用浆量的多少,实际上是单位胶凝材料用量和单位用水量的多少。

若其他条件不变,随水胶比的增大,拌和物中的胶凝材料凝聚力减小,强度系数降低。骨料与浆体界面处的粘附力下降,临界浆层厚度变薄。此外,随着水胶比的增大,单位体积拌和物中浆体的体积增大,拌和物游离浆体增多。因此,拌和物在受振情况下易出浆,即VC值随水胶比的增大而降低。

在固定胶凝材料用量和外加剂掺量后,随着用水量的增加,碾压混凝土的VC值变小。用水量每变化2kg/m3,VC值则变化1s左右。用水量与VC值关系试验结果见表4-2-4。

表4-2-4　用水量与VC值关系试验结果

在水胶比不变的情况下,随着单位用浆量的增大,拌和物中骨料颗粒周围浆层增厚,游离浆体增多。因此,随着单位用浆量的增大(或胶凝材料用量增大),拌和物的VC值减小。

2.细骨料的特性及用量

细骨料的特性(包括表面状态、粗细程度及级配、微粒含量、吸水性等)和用量(用砂率表示),显著影响拌和物的工作度。人工砂表面粗糙,浆体与砂的粘附力大,临界浆层厚度增大,拌和物中游离浆体减少,因而拌和物的屈服应力增大,VC值也增大。细骨料的级配好、中等及粗颗粒稍多,则其比表面积小、空隙率小。这时包裹砂粒及填充空隙所需的浆量少,相应游离浆体多,拌和物的VC值就小。由于碾压混凝土拌和物中单位浆量较少,砂中微粒减小了砂的空隙,相当于增加了用浆量。因此,在一定范围内随着砂中微粒含量的增加,拌和物的VC值减小。(www.xing528.com)

砂的吸水性改变了浆体与砂颗粒界面的粘附力,因而改变了浆层的临界厚度。吸水性小的砂拌制的拌和物VC值较小。在水胶比和胶凝材料用量保持不变的条件下增大砂率,实际上是减少了游离浆体的量,从而使拌和物的VC值增大。但砂率过小,砂浆则不足以填充粗骨料的空隙,拌和物很粗涩,内摩擦力大,因此VC值也大。若保持不变,增大砂率(即增大砂浆量),则拌和物的VC值会降低。

3.粗骨料的特性及用量

粗骨料的特性(包括粗骨料种类、级配、颗粒形状、最大粒径、吸水性等)影响粘附力及空隙率的大小,因而影响拌和物的VC值。碎石表面粗糙,多棱角,与浆体间的粘附力和机械咬合力较卵石大。界面粘附力大,临界浆层厚度增加,造成拌和物中游离浆体减少。碎石的空隙率一般较大,因此增大了拌和物的屈服应力。故用碎石代替卵石一般均使拌和物的VC值增大。若骨料中针片状颗粒含量多或级配不好,则空隙率大,比表面积也大,拌和物中游离浆体减少,VC值增大。拌和物经过湿筛去掉较粗的骨料,增大了灰骨比,故经过湿筛后的拌和物测得的VC值较未湿筛时的小。

4.粉煤灰的特性及掺量

碾压混凝土中所掺的粉煤灰,其形貌特征可能有较大的不同。颗粒球形度、表面光滑度、球体密实度、各类颗粒所占的比例、粉煤灰的粗细程度、含碳量及粉煤灰掺量等,这些因素都影响粉煤灰的需水性,进而影响拌和物的工作度。一般情况下,粉煤灰表面粗糙、多孔,疏松颗粒越多,含碳量越大,其需水性越大。在粉煤灰掺量及水胶比一定的情况下,粉煤灰需水量越大,则胶凝材料浆越稠。拌和物中骨料周围的临界浆层厚度越大,相应游离浆体体积越小,拌和物的VC值就越大。当粉煤灰掺量超过一定值以后,随着粉煤灰掺量的增大,胶凝材料浆体积的增加对VC值的影响作用占主导地位.这时拌和物的VC值反而降低。当使用的粉煤灰需水量比小于100%时,则随粉煤灰掺量的增大,拌和物的VC值降低。

5.外加剂

由于外加剂的掺入影响了浆体的内聚力,因而影响临界浆层厚度和游离浆体体积,进而影响拌和物的VC值。一般地,掺入减水剂或引气剂,可以使拌和物的VC值降低。影响程度随外加剂的品质及掺量而不同。

6.拌和物停置时间

随着拌和物停置时间的延长,拌和物中胶凝材料不断水化和吸收水分,拌和物水分蒸发,拌和物的VC值增大。