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186含水率对预拌混凝土性能的影响研究渠永全 渠永鹤（青岛大成基础工程有限公司，山东 青岛 266300）2023 年第 4 期（总第 225 期）散 装 水 泥Bulk Cement作者简介：渠永全（1980-），男，山东曹县人，本科，工程师，研究方向：高性能混凝土技术。摘 要：研究含水率对预拌混凝土性能的影响，可确定更加合理的水灰比范围，对混凝土配合比进行设计，以提高混凝土材料的强度和耐久性。文章通过确定混凝土试件的原材料及其配合比进行预拌混凝土试件制备，采用烘干法进行混凝土含水率测试，得出含水率对预拌混凝土性能的影响。由测试结果可知，预拌混凝土的含水率与抗压强度成反比、与碳化深度成正比、与相对动弹模量成反比。关键词：含水率；预拌混凝土；碳化深度；相对动弹模量中图分类号：TU528文献标识码：B文章编号：1007-3922（2023）-04-0186-03预拌混凝土中的水分含量对其性能有重要影响，含水率过高或过低都会导致预拌混凝土强度下降。含水率过高会使预拌混凝土变得松散，缩小混凝土中颗粒的接触面积，降低混凝土强度；含水率低会使混凝土难以流动，阻碍气泡逸出，导致混凝土内部应力增加，影响其抗压强度、抗折强度等力学性能。在耐久性方面，含水率也有一定的影响。含水率高会导致混凝土中的钢筋锈蚀，进而降低混凝土的结构性能；含水率低会导致混凝土中的气泡被困在混凝土中，这些气泡可能会在混凝土中膨胀或收缩，导致混凝土龟裂。这些研究主要包括对混凝土强度、耐久性、抗渗性能、龟裂风险等方面的影响进行探讨。研究表明，当混凝土含水率在某一范围内时，混凝土的强度和耐久性可达到最大化，但是，超过这个范围后，混凝土的性能会下降。另外，含水率还会影响混凝土内部的气孔结构，进一步影响混凝土的抗渗性能和龟裂风险。在现有研究的基础上，本文深入研究含水率对预拌混凝土性能的影响。1 试验方案1.1 试验原材料及其配合比与天然材料不同，混凝土是一种人工合成的建筑材料，其中含有大量不同的原材料，由于各种材料的性能存在差异，在制备混凝土试件时需要充分考虑材料的特点，分析其对混凝土性能的影响。因此，在混凝土制备过程中，正确选择和使用原材料非常重要。预拌混凝土的配合比设计要综合考虑具体的工程要求、材料性质、施工条件等多种因素。本文试验所用混凝土为 C25 混凝土，其抗压强度等级为25MPa，预拌混凝土的原材料包括骨料、砂子、水、水泥等。其中，水泥选择 PO 42.5R 普通硅酸盐水泥，砂子选用粗砂，骨料采用棕黑色花岗岩碎石。根据 C25 混凝土的特点以及具体的工程要求设计了配合比，具体见表 1。表 1 预拌混凝土配合比水泥/（kg/m3）砂子/（kg/m3）骨料/（kg/m3）水灰比减水剂掺量/%3506611 1300.51其中，减水剂掺量的设置可根据施工条件进行调整，通过优化配合比，可以保证混凝土的流动性、坍落度、强度等性能达到设计要求。由此可知，在选择混凝土原材料时，需要从水泥、骨料、水、掺合料等方面进行考虑，保证原材料质量符合国家标准。1.2 预拌混凝土试件制备根据设计的预拌混凝土配合比进行混凝土试件制备，其制备过程如下：（1）材料准备：水泥、骨料、砂料和混凝土外加剂的配合比例应按照表 1 中的设计要求进行准备。（2）搅拌：混凝土搅拌机应具备充分的运转能力，以保证混凝土材料在搅拌过程中充分混合，No.4,2023Serial.No.225187选用 JZC 系列移动式搅拌机进行搅拌，该搅拌机的实际生产能力为 0.251.8m3/h，在试件制备中具体搅拌时间为 5min。（3）输送：混凝土输送泵的流量为 62.3m3/h、压力为 8.7MPa。（4）运输：负责混凝土运输的罐车容量为9.5m3。在卸载混凝土时，要确保施工现场的平整度和坡度，以避免混凝土流失或倾斜。（5）现场施工：混凝土在模具中的浇注量应按照设计要求计算得出，以确保混凝土的密实度和坚固性。混凝土在模具中的浇注量一般用以下公式来计算：000 1/）（hAV=（1）其中，000 1/）（hAV=是混凝土的浇注量（m3）、000 1/）（hAV=是模具底面积（mm2）、000 1/）（hAV=是混凝土的高度（mm）。（6）养护：混凝土养护时间为 28d。在养护过程中，混凝土表面要保持湿润，如果过于干燥会造成混凝土开裂。根据上述流程完成对预拌混凝土试件的制备，将制备后的试件进行标号，作为后续试验测试试件。1.3 含水率测试方法混凝土含水率的测试方法有多种，本文主要采用烘干法进行测试，该方法是比较常用的混凝土含水率测试方法，其可以为混凝土性能研究提供重要的参考数据。在开始测试之前要选取代表性试件，为了确保测试结果的准确性和代表性，需进行多次测试，该方法的具体步骤如下：（1）取 1 块混凝土标准试块进行称重，记为 M1。（2）将 试 块 放 入 烤 箱，温 度 设 置 在80 110之间，烘干 24h。（3）再次称重，得到试块干重 M2。混凝土的含水率就可以通过公式（2）进行计算：100%0121=MMMMW （2）其中，M0为试块的空气干重。（4）测试数据的记录：测试完成后，要将测试数据进行记录并妥善保存，以备后续数据比对和参考。在预拌混凝土含水率测试过程中，要注意下列事项：烘干后的混凝土试块要在室温下进行称重，以避免温度对结果的影响。烘干的温度和时间应根据混凝土中原材料的性质和含水率而定。试验过程中应注意安全，避免烤箱过热引发火灾等意外事件。在测试时，要保证样品的重量准确、测试时间和温度稳定，并按照测试仪器的要求进行操作。测试结束后，要对测试结果进行判断，以确定其是否满足使用要求。2 试验结果分析通过上述环节完成了对预拌混凝土试件的制备以及含水率的测定，为了给实际工程施工提供技术依据，接下来测试含水率对混凝土抗压强度和耐久性的影响，根据测试结果分析含水率与混凝土性能之间的关系。随着混凝土含水率的增加，其抗压强度呈逐渐下降趋势，且下降速度逐渐加快。当混凝土含水率为 0%时，其抗压强度为58.17MPa；当混凝土含水率达到 8%时，其抗压强度已下降到 48.83MPa。这是由于水分会影响混凝土中水泥的硬化过程和骨料与水泥的结合程度，导致混凝土内部细观结构发生变化，从而影响混凝土的力学性能。因此，在混凝土生产和施工过程中应尽量控制混凝土的含水率，以确保混凝土的质量和性能符合设计要求。碳化深度是评估混凝土耐久性的一个重要指标，因为它可以反映混凝土中钢筋锈蚀程度以及其对混凝土耐久性的影响。表 2 为具体的测试结果。表 2 不同含水率下混凝土的耐久性测试结果含水率/%碳化深度/mm20.2350.3280.43110.56140.67混凝土长期暴露在自然环境中，受到水分、二氧化碳等因素的影响，会形成表面腐蚀等问题，随着腐蚀程度的加深，会造成内部扩散，这就是混凝土的碳化效应。碳化深度越小，混凝土受到损伤的程度越低，即可以保证混凝土结构的耐久性和使用寿命。分析表 2 中的数据可知，随着预拌混凝土的含水率逐渐增加，其碳化深度也随之增加。具体来说，含水率每增加 3%，碳化深度就可能增加约 0.1mm。当含水率为 2%时，碳化深度为 0.23mm；当含水率为 14%时，碳化深度达到了 0.67mm。由此可知，含水率会增加混凝土的碳化深度。进一步测试含水率对混凝土耐久性的影响，以相对动弹模量作为测试指标，相对动弹模量是一种描述混凝土材料刚性变化的指标，它是混凝土在冻融循环过程中受到变形后回弹的能力与原始刚度的比值。相对动弹模量可以反映混凝（下转第 190 页）190随着养护龄期的增加，4 种稳定材料的无侧限抗压强度均呈明显增长趋势。固废基胶凝剂稳定砂土材料强度增长相对缓慢，而固废基胶凝剂稳定风化砂和固废基胶凝剂稳定黏土材料强度增长趋势相近。对于稳定碎石，固废基胶凝剂稳定碎石后期强度增长（1428d）明显优于水泥稳定碎石。图 2 各种稳定材料无侧限抗压强度随养护龄期的变化4 结语（1）最佳含水量与胶凝材料掺量关系不大，最大干密度随着胶凝材料掺量的增加略有增加。当掺量为 6%时，固废基胶凝剂稳定碎石与水泥稳定碎石的最佳含水量和最大干密度几乎相同。（2）黏土与黏土的胶凝剂最佳掺量为 8%10%、风化砂的胶凝剂最佳掺量为 5%7%、稳定碎石的胶凝剂最佳掺量为 5.5%。（3）随着固废基胶凝掺量的增加，各种稳定材料的无侧限抗压强度呈线性增长；在胶凝材料掺量一定的情况下，各种稳定材料的无侧限抗压强度随龄期的增长而增大。参考文献：1 姜振泉,季梁军,左如松.煤矸石的破碎压密作用机制研究 J.中国矿业大学学报,2001,30(2):139-142.2包惠明,牟卡莉.赤泥改性沥青黏度及微观特性J.河南科技大学学报(自然科学版),2017,38(05):47-50.3 刘晶磊,李凯,薛晓峰,温孟瑶.土凝岩改良盐渍土干湿循环试验研究J.河北建筑工程学院学报,2019,37(02):12-15.4 刘晶磊,魏宝川,杨烁.土凝岩改良盐渍土无侧限抗压强度试验研究J.河北建筑工程学院学报,2021,39(03):29-33.5 刘晶磊,张国朋,张楠.冻融循环条件下固化剂改良盐渍土盐胀特性试验研究 J.河北建筑工程学院学报,2020,38(04):60-63.6ZHANG,HENGJI,LI,HUI,ZHANG,YI,etal.PerformanceenhancementofporousasphaltpavementusingredmudasalternativefillerJ.ConstructionandBuildingMaterials,2018,160(Jan.30):707-713.土在低温环境下的变形特性及其对结构稳定性的影响。不同含水率下混凝土耐久性测试结果见表 3。表 3 不同含水率下混凝土的耐久性测试结果含水率/%相对动弹模量/%294.5590.2885.71181.01476.1以上数据表明，随着混凝土含水率的增加，混凝土的相对动弹模量逐渐下降。也就是说，混凝土的含水率与相对动弹模量之间存在着一种负相关关系。含水率每增加 3%，相对动弹模量可能会降低约 4%。当含水率为 2%时，相对动弹模量降低至 94.5%；当含水率为 14%时，相对动弹模量已降低至 76.1%。这种关系能够反映混凝土的结构、力学性能以及所承受的载荷等特征。因此，在混凝土的设计、施工和维护过程中，控制其含水率是十分重要的。3 结语根据上文分析可知，当含水率较高时，混凝土强度和耐久性会相应降低；反之，当含水率较低时，混凝土强度和耐久性会增加，由此说明，含水率与混凝土强度和耐久性之间存在负相关关系。在设计混凝土配合比时，要根据具体情况确定最佳含水率范围，此外，生产和施工过程中也要控制混凝土的含水率，以确保混凝土的质量稳定。总之，混凝土中的水分含量应控制在适当范围内。虽然本文研究从不同角度分析了含水率对混凝土性能的影响，但由于没有将其应用到实际工程中，因此，还需进一步验证其结论的有效性。参考文献：1 邵珠山,张鹏举,魏玮,等.微波辐射下含水率对混凝土力学性能影响 J.工程科学与技术,2021,53(06):93-102.2 何坤,袁璞,马芹永,等.含水率与干湿循环对蒸压轻质混凝土抗压强度的影响J.科学技术与工程,2021,21(20):8644-8649.3 包一迥.预拌混凝土搅拌机预存料斗技术研究 J.江西建材,2019,240(01):22-23+26.4D.FernndazI,崔玉忠.新拌混凝土含水率对混凝土路面砖的密实度、吸水率和抗压强度的影响 J.建筑砌块与砌块建筑,2014,192(06):19-20.（上接第 187 页）