混凝土坍落度損失過快原因及抑制措施

穆建明 張根龍 周關(guān)根 黃建祥

（1.浙江大源混凝土制品有限公司，浙江 嘉興 314201；2.平湖南方混凝土制品有限公司，浙江 嘉興314201；3.嘉興超盛建材有限公司，浙江 嘉興 314300；4.杭州千輝通實業(yè)有限公司，浙江 杭州 310012）

混凝土是目前工程建設(shè)使用最大宗的結(jié)構(gòu)材料，混凝土工作性能是保證混凝土施工效率，強度發(fā)展和耐久性的重要保證。混凝土從拌和出機到施工現(xiàn)場，要保證混凝土坍落度損失不致過快，才能使得混凝土澆筑順利進行，然而目前砂石材料短缺，劣質(zhì)砂石生產(chǎn)充斥市場，出現(xiàn)砂含泥含粉量高，骨料含泥超出標準的情況，另外水泥細度提高、脫硝粉煤灰和脫硫粉煤灰以及工業(yè)副產(chǎn)物礦物摻和料的應(yīng)用等，這些問題使得混凝土外加劑出現(xiàn)前所未有的適應(yīng)性難題，對混凝土坍落度損失過快造成不可避免的影響。本文就混凝土坍落度損失過快的原因進行分析，并針對性地提出相應(yīng)的抑制措施，以期為混凝土生產(chǎn)提高相關(guān)參考。

1 混凝土坍落度損失機理

混凝土坍落度損失從本質(zhì)上來講由于水泥漿體流動性不足，無法帶動砂石進行分散[1]，當水泥漿體凝聚體多于分散體時表現(xiàn)出混凝土坍落度損失。日本的服部健一[2]認為在布朗運動和分子重力作用使得水泥粒子發(fā)生凝聚，表現(xiàn)出混凝土坍落度損失，他建議用外加劑進行調(diào)節(jié)混凝土坍落度損失。馮乃謙教授[3]則認為水化進程加快，生成的水化硅酸鈣、鈣礬石等使水泥漿體凝聚，是混凝土坍落度損失的主因。

2 混凝土坍落度損失的原因

2.1 膠凝材料

水泥、粉煤灰和礦粉是目前混凝土生產(chǎn)最主要的膠凝材料。水泥的礦物組成和細度對水化有較大影響[4]，熟料礦物中C3A 水化最快，其次是C3S，早強水泥和硫鋁酸鹽水泥中C3A 含量較高，水泥早期水化較快，需要較多的緩凝劑進行調(diào)節(jié)，對水和外加劑的吸附也更大，混凝土坍落度損失較快。目前工程建設(shè)追求施工進度使得水泥細度相比以前大幅增加，也使得水泥水化加快，混凝土坍落度損失較大[5]。粉煤灰和礦粉作為活性礦物摻和料能夠提高混凝土后期耐久性，降低水化熱，但粉煤灰脫硝和脫硫新工藝的出現(xiàn)和劣質(zhì)礦粉都使得外加劑適應(yīng)性變差[6]，影響混凝土的初始流動性和經(jīng)時保坍能力。另外現(xiàn)代工業(yè)副產(chǎn)物越來越多地應(yīng)用于水泥混凝土的生產(chǎn)，也對混凝土工作性能帶來更大的挑戰(zhàn)。

2.2 集料

粗細集料在混凝土中主要起到骨架填充和增強作用，骨料品質(zhì)的好壞不僅影響混凝土工作性能，對混凝土強度和耐久性也會產(chǎn)生影響。張登祥[7]認為砂石集料不參與水化反應(yīng)，但集料顆粒對水分產(chǎn)生吸附。集料含泥的情況下，泥顆粒比表面積較大，對水分子和外加劑的吸附增大，降低了膠凝材料水化程度，也使得外加劑用量增加。環(huán)保政策收緊，高含泥或含粉機制砂應(yīng)用于生產(chǎn)，也使得混凝土坍落度損失加快。

2.3 外加劑表現(xiàn)出的適應(yīng)性不良

外加劑是現(xiàn)代混凝土不可或缺的重要調(diào)節(jié)組分，其中主要的是減水劑，目前減水劑以奈系、脂肪族、氨基磺酸鹽為代表的高效減水劑和聚羧酸減水劑，聚羧酸減水劑減水率高、強度和混凝土耐久性好，但也更表現(xiàn)出與原材料適應(yīng)性不良。林寶城[8]研究了幾種不同的外加劑的保坍效果，認為氨基磺酸鹽和聚羧酸減水劑對混凝土保坍效果較好。

2.4 外界因素

外界因素包括混凝土生產(chǎn)的氣候條件、溫度以及管理水平等都會對混凝土坍落度損失造成影響。溫度過高時，水泥水化放熱加快，混凝土較快失去工作性能[9]。此外混凝土從生產(chǎn)到澆筑是個連續(xù)、需要各要素充分聯(lián)動的過程，合理安排調(diào)度及運輸過程的保溫措施，做好良好的混凝土生產(chǎn)控制是保證混凝土坍落度的重要管理措施。

3 控制措施

3.1 合理選擇水泥、高品質(zhì)集料

在混凝土生產(chǎn)的過程中，盡量選擇C3A 含量低的水泥，不要選擇過細的水泥，控制入庫水泥溫度，不宜選擇含有工業(yè)廢渣的水泥，粉煤灰和礦粉入庫前做好需水量、燒失量等檢測。有條件的企業(yè)在集料使用前盡量采用骨料預濕技術(shù)，降低集料中泥對外加劑的吸附。

3.2 采用保坍性外加劑

對于聚羧酸減水劑復配時，采用低敏感減水母液，在混凝土保坍性不良時，適當增加保坍母液摻量。高效減水劑對混凝土原材料表現(xiàn)敏感度相對較低，在采用高效減水劑時可根據(jù)生產(chǎn)需要進行多種類復配，低濃高摻對于集料含泥稍高效果明顯。

3.3 根據(jù)環(huán)境控制混凝土生產(chǎn)

溫度較高，水泥水化過快，對混凝土保坍造成不利影響，混凝土在運輸過程采用罐體降溫措施，對于水電、交通等國家重點工程大體積混凝土，采用拌和水加冰，骨料預冷等技術(shù)，降低混凝土內(nèi)外溫差，可有效防止混凝土坍落度損失過快。

3.4 積極探索混凝土保坍新技術(shù)

目前混凝土發(fā)展主要在高性能混凝土以及附加外加劑和原材料整形技術(shù)，抗泥型外加劑和輔助調(diào)節(jié)劑的使用能夠降低外加劑對原材料的敏感性。譚洪波[10]認為外加劑后摻法能夠有效控制混凝土坍落度損失過快，并在機理上進行了解析。

4 結(jié)語

混凝土坍落度的控制也推動著現(xiàn)代混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，混凝土坍落度作為混凝土工作性能的重要指標，影響因素是多方面的，既有原材料品質(zhì)波動也有環(huán)境變化的影響，同時管理者的生產(chǎn)控制水平也會對混凝土坍落度造成影響。因此控制坍落度損失需要多方面綜合考慮，也要積極發(fā)展新技術(shù)，推動混凝土技術(shù)進步。