拌和后加水对混凝土性能的影响

0引言

混凝土的质量受水胶比的影响较大，虽然GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》中的强制性条文规定：“混凝土运输、输送、浇筑过程中严禁加水”，但是施工现场人员为了增加混凝土的工作性而不法加水的现象还是时常发生。文献[1-2]对施工现场向新拌混凝土中随意加水的原因进行了分析论述，并给出了相应问题的预防措施和处理对策。文献[3]对不同水泥品种和水灰比的新拌混凝土进行了二次加水试验，其结果表明，在混凝土浇筑前为弥补坍落度损失而采取的人为二次加水可使混凝土的抗压强度损失20%～41%，并且其后期强度增长率减慢。

加水后，水胶比变大，混凝土原有的力学性能和耐久性能被消弱而降低，其降低程度与加水量和加水时间的关系目前尚不明确，也未有文献对此进行检讨。为了对已浇筑混凝土的真实性能做出客观合理判定，并阐明拌和后加水对混凝土性能的影响，本研究通过调节混凝土拌和后的加水量、加水时间和养护方式等因素，来研究混凝土拌和后加水对混凝土强度特性和收缩特性的影响。

1试验

1.1原材料

水泥：P·O42.5级水泥，密度为3.14g/cm3。

骨料：中砂，细度模数为2.70，表观密度为2.57g/cm3，吸水率为1.53%，洗净晾至饱和面干；碎石，粒径为5～20mm，表观密度为2.74g/cm3，吸水率为0.43%，洗净晾至饱和面干。减水剂：木质素磺酸盐系减水剂。

引气剂：烷基苯磺酸盐类阴离子表面活性剂。

水：自来水。

1.2试验方法

混凝土配合比如表1所示。在实地调研的基础上，结合新拌混凝土的运输时间和施工现场的违规加水情况，本试验在混凝土拌和后的加水时间的变量定为0、1、2h，加水量的变量定为0、15、30kg/m3。在基准混凝土拌和终了后，每隔10min搅拌20s直至所定的加水时间，按所定的加水量加水后再搅拌60s，然后按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测量混凝土的坍落度和含气量，检测结果见表1。由于加水后混凝土的体积和含气量发生了变化，单位体积内的水、水泥、砂和石的用量也出现了变动，表1中给出的配合比是其修正后的配合比。按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的要求，制作混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的标准试件，然后分别在水中（水温（20±2）℃）和气中（恒温室温度（20±2）℃，相对湿度（60±5）%）养护至7、28d龄期时测定相应的强度值。按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中有关收缩试验的规定，制作和养护用于混凝土干燥收缩性能试验的棱柱体试件，并采用接触法测定其干燥收缩应变，同时测定干燥收缩过程中试件的质量损失率。

2结果与讨论

2.1拌和后加水对混凝土抗压强度的影响

混凝土拌和后的加水量和加水时间对其抗压强度有显著影响，见图1。混凝土的抗压强度随着加水量的增加呈非线性降低趋势，加水量为15kg/m3时抗压强度约降低了8%～13%，而加水量为30kg/m3时抗压强度降低了20%～35%。加水后混凝土抗压强度的降低量不仅与加水量有关，还与加水时间、龄期和养护条件有关。当加水量为15kg/m3时，加水时间为0、1、2h所对应的混凝土，水中养护7d抗压强度降低量分别为9.3%、13.4%、9.0%，水中养护28d抗压强度降低量分别为9.0%、9.1%、7.7%。当加水量为30kg/m3时，加水时间为0、1、2h所对应的混凝土，水中养护7d抗压强度降低量分别为29.2%、22.1%、18.8%，水中养护28d抗压强度降低量分别为25.2%、17.1%、19.9%。加水量相同时，加水时间的延迟虽然易引起混凝土坍落度的降低（见表1），但能够改善加水对其抗压强度的影响，降低抗压强度的损失量。混凝土加水后7d抗压强度降低量大于28d抗压强度降低量，表明拌和后加水对混凝土早期强度降低的影响较大。与水中养护相比，相同加水条件下气中养护混凝土的抗压强度要低18%～28%。与气中养护的基准混凝土相比，加水量30kg/m3且加水时间为0、2h所对应的混凝土，气中养护7d抗压强度降低量分别为34.5%、20.2%，气中养护28d抗压强度降低量分别为24.3%、17.7%。与水中养护相比，气中养护对加水混凝土早期强度降低量的影响较大。

2.2拌和后加水对混凝土劈裂抗拉强度的影响

从图2可以看出，拌和后加水能显著降低混凝土劈裂抗拉强度，抗拉强度的降低量受加水时间、加水量和养护条件共同影响。当加水量为15kg/m3时，加水时间为0、1h所对应的混凝土，水中养护7d抗拉强度降低量分别为6.6%、3.9%，水中养护28d抗拉强度降低量分别为8.0%、4.0%。当加水量为30kg/m3时，加水时间为0、2h所对应的混凝土，水中养护7d抗拉强度降低量分别为17.0%、10.1%，水中养护28d抗拉强度降低量分别为13.0%、9.3%。以上数据表明：加水时间相同时，加水量越大抗拉强度降低量越大；而加水量相同时，延迟加水时间可以有效的改善抗拉强度的降低量。与水中养护相比，相同加水条件下气中养护混凝土的抗拉强度要低9%～23%。与气中养护的基准混凝土相比，加水量30kg/m3且加水时间为0、2h所对应的混凝土，气中养护7d抗拉强度降低量分别为26.9%、21.6%，气中养护28d抗拉强度降低量分别为27.3%、19.1%。气中养护对加水后混凝土抗拉强度的相对降低量的影响显著，其降低程度约是水中养护的两倍。不论是水中养护还是气中养护，加水后混凝土7d抗拉强度相对降低量与28d抗拉强度相对降低量无明显区别，表明龄期对加水混凝土抗拉强度的相对降低量影响较小。

2.3拌和后加水对混凝土抗折强度的影响

拌和后加水能够降低混凝土的抗折强度，见图3，抗折强度的变化与加水量、加水时间和养护方式有关。当加水量为15kg/m3时，加水时间为0、1h所对应的混凝土，水中养护7d抗折强度降低量分别为0.5%、3.0%，水中养护28d抗折强度变化分别为降低1.2%和增加4.5%。当加水量为30kg/m3时，加水时间为0、2h所对应的混凝土，水中养护7d抗折强度降低量分别为9.5%、15.4%，水中养护28d抗折强度降低量分别为7.8%、5.2%。加水混凝土7d抗折强度的降低量大于28d抗折强度的降低量，表明拌和后加水对混凝土早期抗折强度降低的影响较大。加水量相同时，加水时间的延迟可以改善混凝土的后期抗折强度。加水量较低时，加水对水中养护混凝土抗折强度降低的影响较小。

相同加水条件下，水中养护混凝土抗折强度的降低量小于其抗压强度的降低量，表明加水对水中养护混凝土抗压强度的影响大于对其抗折强度的影响。与水中养护相比，相同加水条件下气中养护混凝土的抗折强度要低19%～39%。与气中养护的基准混凝土相比，加水量30kg/m3且加水时间为0、2h所对应的混凝土，气中养护7d抗折强度降低量分别为20.9%、32.4%，气中养护28d抗折强度降低量分别为20.0%、5.7%。气中养护对加水混凝土7d抗折强度的降低影响显著，其降低程度约是水中养护的两倍。

2.4拌和后加水对混凝土干燥收缩性能的影响

图4给出了不同养护条件下加水混凝土随龄期增长而发生的质量损失变化和干燥收缩变化。当加水条件为0-0、0-30、2-30时，水中养护混凝土在180d时的质量损失率分别为1.12%、1.53%、1.47%，干燥收缩应变分别为321、353、346με；气中养护混凝土在180d时的质量损失率分别为1.09%、1.65%、1.73%，干燥收缩应变分别为332、366、359με。加水时间不变，加水量越大，因干燥引起的质量损失率越大，混凝土的收缩应变也就越大。加水量不变，加水时间的延迟能够改善干燥过程中的质量损失率，降低混凝土的干燥收缩应变。与水中养护相比，相同加水条件下气中养护对加水混凝土收缩变形的影响较大。

3结论

拌和后再次加水对混凝土的力学性能和收缩性能有显著的影响，强度的降低量和干燥收缩的大小不仅与加水量有关，还与加水时间和养护条件有关。

拌和后加水对混凝土早期抗压和抗折强度降低的影响较大，且抗压强度的降低量大于抗折强度的降低量；加水量相同时，加水时间的延迟可以改善混凝土强度的降低量；与水中养护相比，相同加水条件下气中养护对混凝土强度降低的影响更加明显。

拌和后的加水量越大，混凝土的干燥收缩就越大；加水量不变，加水时间的延迟能够降低其干燥收缩应变；与水中养护相比，相同加水条件下气中养护对加水混凝土收缩变形的影响较大。

参考文献：

[1]胡瑞利，谢滨，李明.论商品混凝土加水的危害及预防[J].工业建筑，2011（S1）：754-755.

[2]娄德利，唐宾，袁惠星.对预拌混凝土施工现场任意加水现象的分析[J].价值工程，2014（29）：128-129.

[3]李和光.二次加水对混凝土性能的影响[J].低温建筑技术，1993（2）：14-15.