0引言
混凝土的質(zhì)量受水膠比的影響較大，雖然GB50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》中的強(qiáng)制性條文規(guī)定：“混凝土運(yùn)輸、輸送、澆筑過程中嚴(yán)禁加水”，但是施工現(xiàn)場(chǎng)人員為了增加混凝土的工作性而不法加水的現(xiàn)象還是時(shí)常發(fā)生。文獻(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)向新拌混凝土中隨意加水的原因進(jìn)行了分析論述，并給出了相應(yīng)問題的預(yù)防措施和處理對(duì)策。不同水泥品種和水灰比的新拌混凝土進(jìn)行了二次加水試驗(yàn)，其結(jié)果表明，在混凝土澆筑前為彌補(bǔ)坍落度損失而采取的人為二次加水可使混凝土的抗壓強(qiáng)度損失20%～41%，并且其后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率減慢。加水后，水膠比變大，混凝土原有的力學(xué)性能和耐久性能被消弱而降低，其降低程度與加水量和加水時(shí)間的關(guān)系目前尚不明確，也未有文獻(xiàn)對(duì)此進(jìn)行檢討。
為了對(duì)已澆筑混凝土的真實(shí)性能做出客觀合理判定，并闡明拌和后加水對(duì)混凝土性能的影響，本研究通過調(diào)節(jié)混凝土拌和后的加水量、加水時(shí)間和養(yǎng)護(hù)方式等因素，來研究混凝土拌和后加水對(duì)混凝土強(qiáng)度特性和收縮特性的影響。
1試驗(yàn)
1.1原材料
水泥：P·O42.5級(jí)水泥，密度為3.14g/cm3。
骨料：中砂，細(xì)度模數(shù)為2.70，表觀密度為2.57g/cm3，吸水率為1.53%，洗凈晾至飽和面干；碎石，粒徑為5～20mm，表觀密度為2.74g/cm3，吸水率為0.43%，洗凈晾至飽和面干。
減水劑：木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑。
引氣劑：烷基苯磺酸鹽類陰離子表面活性劑。
水：自來水。
1.2試驗(yàn)方法
混凝土配合比如表1所示。在實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合新拌混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和施工現(xiàn)場(chǎng)的違規(guī)加水情況，本試驗(yàn)在混凝土拌和后的加水時(shí)間的變量定為0、1、2h，加水量的變量定為0、15、30kg/m3。
在基準(zhǔn)混凝土拌和終了后，每隔10min攪拌20s直至所定的加水時(shí)間，按所定的加水量加水后再攪拌60s，然后按照GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)量混凝土的坍落度和含氣量，檢測(cè)結(jié)果見表1。
由于加水后混凝土的體積和含氣量發(fā)生了變化，單位體積內(nèi)的水、水泥、砂和石的用量也出現(xiàn)了變動(dòng)，表1中給出的配合比是其修正后的配合比。按照GB/T50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的要求，制作混凝土抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試件，然后分別在水中（水溫（20±2）℃）和氣中（恒溫室溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度（60±5）%）養(yǎng)護(hù)至7、28d齡期時(shí)測(cè)定相應(yīng)的強(qiáng)度值。按照GB/T50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)收縮試驗(yàn)的規(guī)定，制作和養(yǎng)護(hù)用于混凝土干燥收縮性能試驗(yàn)的棱柱體試件，并采用接觸法測(cè)定其干燥收縮應(yīng)變，同時(shí)測(cè)定干燥收縮過程中試件的質(zhì)量損失率。
2結(jié)果與討論
2.1拌和后加水對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響
混凝土拌和后的加水量和加水時(shí)間對(duì)其抗壓強(qiáng)度有顯著影響，見圖1。混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著加水量的增加呈非線性降低趨勢(shì)，加水量為15kg/m3時(shí)抗壓強(qiáng)度約降低了8%～13%，而加水量為30kg/m3時(shí)抗壓強(qiáng)度降低了20%～35%。加水后混凝土抗壓強(qiáng)度的降低量不僅與加水量有關(guān)，還與加水時(shí)間、齡期和養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。當(dāng)加水量為15kg/m3時(shí)，加水時(shí)間為0、1、2h所對(duì)應(yīng)的混凝土，水中養(yǎng)護(hù)7d抗壓強(qiáng)度降低量分別為9.3%、13.4%、9.0%，水中養(yǎng)護(hù)28d抗壓強(qiáng)度降低量分別為9.0%、9.1%、7.7%。當(dāng)加水量為30kg/m3時(shí)，加水時(shí)間為0、1、2h所對(duì)應(yīng)的混凝土，水中養(yǎng)護(hù)7d抗壓強(qiáng)度降低量分別為29.2%、22.1%、18.8%，水中養(yǎng)護(hù)28d抗壓強(qiáng)度降低量分別為25.2%、17.1%、19.9%。加水量相同時(shí)，加水時(shí)間的延遲雖然易引起混凝土坍落度的降低（見表1），但能夠改善加水對(duì)其抗壓強(qiáng)度的影響，降低抗壓強(qiáng)度的損失量。混凝土加水后7d抗壓強(qiáng)度降低量大于28d抗壓強(qiáng)度降低量，表明拌和后加水對(duì)混凝土早期強(qiáng)度降低的影響較大。與水中養(yǎng)護(hù)相比，相同加水條件下氣中養(yǎng)護(hù)混凝土的抗壓強(qiáng)度要低18%~28%。與氣中養(yǎng)護(hù)的基準(zhǔn)混凝土相比，加水量30kg/m3且加水時(shí)間為0、2h所對(duì)應(yīng)的混凝土，氣中養(yǎng)護(hù)7d抗壓強(qiáng)度降低量分別為34.5%、20.2%，氣中養(yǎng)護(hù)28d抗壓強(qiáng)度降低量分別為24.3%、17.7%。與水中養(yǎng)護(hù)相比，氣中養(yǎng)護(hù)對(duì)加水混凝土早期強(qiáng)度降低量的影響較大。
2.2拌和后加水對(duì)混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響
從圖2可以看出，拌和后加水能顯著降低混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度的降低量受加水時(shí)間、加水量和養(yǎng)護(hù)條件共同影響。當(dāng)加水量為15kg/m3時(shí)，加水時(shí)間為0、1h所對(duì)應(yīng)的混凝土，水中養(yǎng)護(hù)7d抗拉強(qiáng)度降低量分別為6.6%、3.9%，水中養(yǎng)護(hù)28d抗拉強(qiáng)度降低量分別為8.0%、4.0%。
當(dāng)加水量為30kg/m3時(shí)，加水時(shí)間為0、2h所對(duì)應(yīng)的混凝土，水中養(yǎng)護(hù)7d抗拉強(qiáng)度降低量分別為17.0%、10.1%，水中養(yǎng)護(hù)28d抗拉強(qiáng)度降低量分別為13.0%、9.3%。以上數(shù)據(jù)表明：加水時(shí)間相同時(shí)，加水量越大抗拉強(qiáng)度降低量越大；而加水量相同時(shí)，延遲加水時(shí)間可以有效的改善抗拉強(qiáng)度的降低量。與水中養(yǎng)護(hù)相比，相同加水條件下氣中養(yǎng)護(hù)混凝土的抗拉強(qiáng)度要低9%～23%。與氣中養(yǎng)護(hù)的基準(zhǔn)混凝土相比，加水量30kg/m3且加水時(shí)間為0、2h所對(duì)應(yīng)的混凝土，氣中養(yǎng)護(hù)7d抗拉強(qiáng)度降低量分別為26.9%、21.6%，氣中養(yǎng)護(hù)28d抗拉強(qiáng)度降低量分別為27.3%、19.1%。氣中養(yǎng)護(hù)對(duì)加水后混凝土抗拉強(qiáng)度的相對(duì)降低量的影響顯著，其降低程度約是水中養(yǎng)護(hù)的兩倍。不論是水中養(yǎng)護(hù)還是氣中養(yǎng)護(hù)，加水后混凝土7d抗拉強(qiáng)度相對(duì)降低量與28d抗拉強(qiáng)度相對(duì)降低量無明顯區(qū)別，表明齡期對(duì)加水混凝土抗拉強(qiáng)度的相對(duì)降低量影響較小。
2.3拌和后加水對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的影響
拌和后加水能夠降低混凝土的抗折強(qiáng)度，見圖3，抗折強(qiáng)度的變化與加水量、加水時(shí)間和養(yǎng)護(hù)方式有關(guān)。當(dāng)加水量為15kg/m3時(shí)，加水時(shí)間為0、1h所對(duì)應(yīng)的混凝土，水中養(yǎng)護(hù)7d抗折強(qiáng)度降低量分別為0.5%、3.0%，水中養(yǎng)護(hù)28d抗折強(qiáng)度變化分別為降低1.2%和增加4.5%。當(dāng)加水量為30kg/m3時(shí)，加水時(shí)間為0、2h所對(duì)應(yīng)的混凝土，水中養(yǎng)護(hù)7d抗折強(qiáng)度降低量分別為9.5%、15.4%，水中養(yǎng)護(hù)28d抗折強(qiáng)度降低量分別為7.8%、5.2%。加水混凝土7d抗折強(qiáng)度的降低量大于28d抗折強(qiáng)度的降低量，表明拌和后加水對(duì)混凝土早期抗折強(qiáng)度降低的影響較大。加水量相同時(shí)，加水時(shí)間的延遲可以改善混凝土的后期抗折強(qiáng)度。加水量較低時(shí)，加水對(duì)水中養(yǎng)護(hù)混凝土抗折強(qiáng)度降低的影響較小。相同加水條件下，水中養(yǎng)護(hù)混凝土抗折強(qiáng)度的降低量小于其抗壓強(qiáng)度的降低量，表明加水對(duì)水中養(yǎng)護(hù)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響大于對(duì)其抗折強(qiáng)度的影響。與水中養(yǎng)護(hù)相比，相同加水條件下氣中養(yǎng)護(hù)混凝土的抗折強(qiáng)度要低19%～39%。與氣中養(yǎng)護(hù)的基準(zhǔn)混凝土相比，加水量30kg/m3且加水時(shí)間為0、2h所對(duì)應(yīng)的混凝土，氣中養(yǎng)護(hù)7d抗折強(qiáng)度降低量分別為20.9%、32.4%，氣中養(yǎng)護(hù)28d抗折強(qiáng)度降低量分別為20.0%、5.7%。氣中養(yǎng)護(hù)對(duì)加水混凝土7d抗折強(qiáng)度的降低影響顯著，其降低程度約是水中養(yǎng)護(hù)的兩倍。
2.4拌和后加水對(duì)混凝土干燥收縮性能的影響
圖4給出了不同養(yǎng)護(hù)條件下加水混凝土隨齡期增長(zhǎng)而發(fā)生的質(zhì)量損失變化和干燥收縮變化。當(dāng)加水條件為0-0、0-30、2-30時(shí)，水中養(yǎng)護(hù)混凝土在180d時(shí)的質(zhì)量損失率分別為1.12%、1.53%、1.47%，干燥收縮應(yīng)變分別為321、353、346με；氣中養(yǎng)護(hù)混凝土在180d時(shí)的質(zhì)量損失率分別為1.09%、1.65%、1.73%，干燥收縮應(yīng)變分別為332、366、359με。加水時(shí)間不變，加水量越大，因干燥引起的質(zhì)量損失率越大，混凝土的收縮應(yīng)變也就越大。加水量不變，加水時(shí)間的延遲能夠改善干燥過程中的質(zhì)量損失率，降低混凝土的干燥收縮應(yīng)變。與水中養(yǎng)護(hù)相比，相同加水條件下氣中養(yǎng)護(hù)對(duì)加水混凝土收縮變形的影響較大。
3結(jié)論
拌和后再次加水對(duì)混凝土的力學(xué)性能和收縮性能有顯著的影響，強(qiáng)度的降低量和干燥收縮的大小不僅與加水量有關(guān)，還與加水時(shí)間和養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。
拌和后加水對(duì)混凝土早期抗壓和抗折強(qiáng)度降低的影響較大，且抗壓強(qiáng)度的降低量大于抗折強(qiáng)度的降低量；加水量相同時(shí)，加水時(shí)間的延遲可以改善混凝土強(qiáng)度的降低量；與水中養(yǎng)護(hù)相比，相同加水條件下氣中養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土強(qiáng)度降低的影響更加明顯。
拌和后的加水量越大，混凝土的干燥收縮就越大；加水量不變，加水時(shí)間的延遲能夠降低其干燥收縮應(yīng)變；與水中養(yǎng)護(hù)相比，相同加水條件下氣中養(yǎng)護(hù)對(duì)加水混凝土收縮變形的影響較大。
