論混凝土坍落度損失的原因及改善措施

【摘 要】文章簡要敘述了減水劑、水泥等拌合物原材料及配合比對混凝土坍落度的影響，并從混凝土原材料的選擇、外加劑等3個方面的質量控制，闡述了的制作優良混凝土的關鍵。

【關鍵詞】坍落度；泵送；外加劑；配合比

商品混凝土的推廣應用已有10多年的歷史，商品混凝土的應用離不開外加劑，最早用于商品混凝土的外加劑是木鈣，以后是高效減水劑，隨著水泥的變化，砂、石原材料的劣化，以及運距增加等因素，單一減水劑已達不到商品混凝土的泵送要求，逐漸發展為復合泵送劑。再幾年生產和施工實踐中，經常會聽到商品混凝土坍落度損失的問題，影響混凝土坍落度損失的原因歸納起來大致有下列幾點，即減水劑的化學性能、水泥、砂石原材料的質量，環境的溫、濕度等，這些因素又互相影響，因此解決坍落度損失應綜合考慮。由水泥廠、外加劑廠、攪拌站共同配合著解決。對混凝土而言，水泥及外加劑是原材料，攪拌站則要根據這些原材料來調配混凝土，因此制作優良的混凝土關鍵在攪拌站。

1 混凝土坍落度損失的原因

1、減水劑的化學性能影響混凝土的減水率及坍落度損失。

所有外加劑與水泥之間都存在適應性問題，而減水劑是應用最普遍的品種，幾乎所有復合外加劑都要用減水劑，因此在實際工程中，減水劑對混凝土的適應性反應也最強烈。

國內用得較多的是木鈣及高效減水劑。木鈣遇到用無水石膏作調節劑的水泥，由于木鈣干擾水泥中硫酸鹽的溶解會引起水泥的速凝，坍落度損失較大。荼系減水劑如果磺化過程中溫度、時間、水解過程控制不好，磺化產物中β—荼磺酸所占比例小，則高效減水劑的分子量低即聚合度低效果差，剩余硫酸鈉含量少效果好，粉劑減水劑減水率小于液體，丹坍落度損失小于液體減水劑。

2、水泥與外加劑的適應性是坍落度損失最主要的影響因素。

水泥的細度，熟料的礦物組成，石膏調凝劑的含量及形態，水泥堿含量，水泥的原材料及摻合料以及水泥勻質性都影響混凝土的坍落度損失。

水泥新標準與過去老標準相比，是提高了水泥標號，工廠為了提高水泥標號最簡單的方法是增加水泥的細度，細度提高比表面積增加，即水泥吸附外加劑的量增加，水泥水化速度加快，導致混凝土坍落度損失加快。

水泥熟料的礦物組成主要為C3A、C3S、C2S、C4AF，其對外加劑的吸附量C3A>C4AFC3S>C2S，以C3A對外加劑的吸附量最大。水泥廠由于工藝設計參數的限制，加之節能的要求，多采取短焰急燒，這就需要提高燒成過程中的液向含量，這就是AL2O3的含量。否則AL2O3含量低，產量就下降，同時操作也相對困難，這也是水泥中C3A不能降低的一個原因，它給混凝土帶來的就是坍落度損失加快。

作為水泥本身的調凝劑石膏，其含量與形態對水泥凝結時間的影響很大。水泥所用的二水石膏，在粉磨過程中，由于溫度高會使部分二水石膏脫水成半水石膏和無水石膏，半水石膏在水中的溶解速率和溶解度大于二水石膏，無水石膏則小于二水石膏，而SO4-2濃度太高與太低都會引起水泥的“閃凝”。

為了解決堿骨料引起的混凝土耐久性問題，市場上使用的大多為低堿水泥。以往認為水泥堿含量高則混凝土坍落度損失大，但對于低堿水泥來說，當加入高效減水劑時，初始混凝土坍落度會較大，經時坍落度瞬時并未改善，而且高效減水劑稍有超量，混凝土就會發生離析和泌水，嚴重影響混凝土的和易性。

傳統的水泥原材料始石灰石、粘土燒成熟料，由于資源及環境保護要求，如北京粘土不允許作為水泥原材料，而用砂巖代替粘土取得SIO2，這種熟料制成的水泥粘性不好，和易性較差，水泥不易流動且易泌水。水泥的摻合料傳統用的始水淬礦渣，粉煤灰，而目前有用火山灰，煤矸石、窯皮，沸石粉的，礦渣、粉煤灰對減水劑適應性較好，后三者吸附減水劑較多，達到相同坍落度就得加大摻量。

每年進入施工旺季，從4月份開始，由于水泥用量增加，供不應求甚至剛磨的水泥就供貨，水泥溫度高達80~90℃，由于庫存少，水泥勻化不好，即使同一標號，同一倉的水泥其性能也會有差異。水泥存放時間越短，水泥越新鮮，水泥溫度愈高水泥用水量越大，高效減水劑對其塑化效果越差。

進入水泥銷售旺季，為了增加產量，提高磨機效率，一般加入助磨劑，而助磨劑也是增加坍落度損失的原因之一。

3、混凝土拌合物的原材料及配合比的影響。

隨著砂石原材料品質的降低，顆粒粒形差，針片狀多，含泥量增加，混凝土中膠集料及用水量就需增大，減水劑也要增加，如民族園工程，實際使用與試配時砂、石材料不一致，導致坍落度不一致影響泵送效果，只有重新試配才解決此問題。

砂石的含水率也是影響坍落度損失的因素之一，在每單方混凝土相同用水量的條件下，含水率大的砂、石比含水率小的砂石拌制的混凝土坍落度損失小，損失值可相差50~60mm，這是由于濕的砂、石經時不再吸水。

加入高效減水劑的混凝土，減少了用水量，當混凝土中用水量較小時，水泥、砂石對水的吸附、水化都爭奪用水，特別始高強度性能混凝土由于水灰比很小，對減水劑的適應性就更突出。

4、環境溫度的影響。

春季風大，氣候干燥，混凝土中水分蒸發快，氣溫越高水泥水化反應越快，坍落度損失就越快，如小攪拌站用同樣的PPT泵送劑，在氣溫18℃時，混凝土出機坍落度210mm1小時后仍為210mm，但當氣溫為28℃時，相同的出機坍落度1小時后僅有120mm，說明氣溫對坍落度損失的影響，如果混凝土運輸車運程較遠，則新拌混凝土因水化及水份蒸發快，坍落度損失距更大。因此每年4~6月由于水泥、氣溫等綜合影響，是混凝土坍落度損失最大的季節。

2 改善混凝土坍落度的損失的措施

1、水泥生產應考慮水泥的質量不僅僅是水泥的活性，還應根據用戶的信息不斷調整水泥的使用性能。各廠水泥的標號已按標準達到強度要求，但標準中對水泥的需水量，流動性沒有指標，這些對混凝土坍落度及坍落度損失都有影響。水泥與減水劑的適應性如前所述有很多因素，但從宏觀性能上反映在水泥的需水量上，即水泥的標準稠度，標準稠度小的水泥需水量小且坍落度損失小。

因此，我們希望水泥的細度不宜太細，即比表面積不要太高，C3A含量低些，通過實驗確定一個合理的石膏摻量和粉磨溫度，使二水石膏的含量高。在水泥需求旺季也應有足夠的庫存，避免熱水泥出廠。尋找合適的助磨劑及粘土替代品，使水泥有足夠的粘性，以減少混凝土的泌水及坍落度損失。

2、外加劑廠配制泵送劑代替高效減水劑，由于水泥原材料及制作工藝不同，不同水泥對外加劑有不同的適應性，不可能一種泵送劑適應所有的水泥及混凝土拌合物，因此與攪拌站密切配合，根據不同需求配置不同內容的泵送劑，以滿足施工的需要。目前要解決的是混凝土坍落度損失小與早強的矛盾，泌水的問題以及價格的問題。

3、如前所述，所有原材料都在攪拌站加工成混凝土，因此對材料的選擇就很重要。首先要選擇符合質量標準的砂石，且根據施工要求，注意粒形及級配，選擇水泥與外加劑相互適應性好的材料，為改善混凝土的坍落度損失，應摻粉煤灰或其他礦物摻合料，但摻合料應事先做試驗，各地的粉煤灰性能是不一樣的，有的減水好，但和易性不好，有的堿含量過高，有的又需水量過大，在材料選擇合適后，進行混凝土配合比試驗，如調整膠集料用量、砂率、用水量、外加劑摻量等，使混凝土既達到強度指標又滿足坍落度的要求。在實際施工中，還得根據氣候溫濕度對外加劑摻量進行調整。在這里特別提出來的是，對泵送混凝土而言，配合比設計時，不僅僅是強度指標，而且應考慮倒混凝土的施工性能及耐久性。

最后要強調的制作優良混凝土的條件是：選擇合適的水泥、外加劑、攪拌站的配合比試驗是關鍵。

參考文獻

[1]葛兆明混凝土外加劑（第二版）化學工業出版社