混凝土經時損失不同處理措施對混凝土性能的影響*

梁國立，丁路靜，高鵬，孫陽陽，劉建建，鐘坤

［1. 中建西部建設（天津）有限公司，天津 300450；2. 中建西部建設北方有限公司，陜西 西安 710100］

0 引言

在混凝土實際施工過程中，由于混凝土攪拌站與施工現場之間的距離較遠、施工項目泵送澆筑等設備故障以及城市交通擁堵等原因，往往需要混凝土多等待一個或數個小時，導致混凝土并不能在標準推薦的時間內進行澆筑[1-3]。等待時間較長會造成因混凝土坍落度和擴展度損失過大，無法進行澆筑施工的情況發生。這時一般會對混凝土進行二次加水、二次加減水劑等處理，但調整后混凝土性能無法得到保障，會使工程項目存在很大的質量隱患[4-6]。

本文針對以上情況，以 C30 混凝土為例，開展了混凝土經時損失不同處理措施對混凝土性能影響的研究，為混凝土施工過程中的調整提供一些參考。

1 試驗

1.1 原材料

（1）水泥采用山水 P·O42.5 水泥，3d 抗壓強度27.4MPa，28d 抗壓強度 51.7MPa，燒失量 3.3%，比表面積 377m2/kg。

（2）礦粉采用鑫征 S95 級礦粉，7d 活性指數78%，28d 活性指數 98%，比表面積 411m2/kg，流動度比 102%。

（3）粉煤灰采用寶振Ⅱ級粉煤灰，細度 45μm 方孔篩篩余 27.1%，需水量比 102%，燒失量 2.7%。

（4）粗骨料采用河北遵化 5～25mm 連續級配的尾礦石，針片狀 3%，壓碎指標 8%。

（5）細骨料采用粗砂機制砂和細砂尾礦砂按照比例搭配而成的混合砂，細度模數 2.1，含泥量 3.4%，表觀密度 2750kg/m3。

（6）外加劑采用中建聚羧酸高性能減水劑，減水率 25%，含固量 9%。

（7）拌和用水采用潔凈的自來水。

1.2 試驗方案

本試驗研究 C30 強度等級混凝土在不同等待時間后，經不同方式調整后，混凝土工作性能和 7d、28d 抗壓強度的變化規律。混凝土初始坍落度和不同等待時候調整后的坍落度均控制在 180～220mm。C30 混凝土基準配合比見表 1。

表1 試驗混凝土基準配合比 kg/m3

2 試驗結果與分析

制備 5 份混凝土拌合物，依據制備時間的先后順序做好標記，在試驗室靜置放置，從混凝土中加水計時開始，至規定等待時間開始測試混凝土工作性能，分別通過加水、加水和聚羧酸高性能減水劑、加聚羧酸高性能減水劑調整后再進行測試并留制混凝土抗壓強度試件。

2.1 加水調整對混凝土性能影響

試驗結果見表 2。從表 2 可以看出，混凝土隨等待時間的延長，工作性能經時損失逐漸增大，混凝土坍落度 0h 為 220mm，1h 損失 10mm；2h 損失 20mm，3h 損失 70mm，4h 時損失 120mm。混凝土出機擴展度530mm，1h 損失 10mm，2h 損失 40mm，3h 和 4h 時均已無擴展度。由此可知，2h 內的等待時間混凝土坍落度雖然有損失，但是能夠滿足要求，而擴展度損失量較坍落度大，整體導致混凝土工作性能變差。當混凝土等待時間超過 2h 時，混凝土坍落度經時損失劇增，導致混凝土工作性能嚴重劣化，已無法滿足施工要求。

表2 加水調整后性能

通過加水調整后，混凝土的坍落度能夠符合設計要求，但擴展度無法達到出機混凝土狀態，混凝土的工作性能較差，無法滿足施工要求。

從加水調整對混凝土力學性能影響可以看出，等待2h 內混凝土 28d 抗壓強度基本相同，對混凝土力學性能基本無影響；等待 3h 和 4h，通過加水調整后，混凝土 28d 抗壓強度明顯降低，這是因為在膠凝材料總量不變的前提下，自由水的引入使混凝土實際水膠比增加，混凝土抗壓強度降低。

由表 2 可知，混凝土等待時間超過 2h 將嚴重影響混凝土的工作性能，施工現場若通過加水調整將使混凝土抗壓強度劣化，給工程質量帶來嚴重的安全隱患。

2.2 加水和聚羧酸高性能減水劑調整對混凝土性能影響

試驗結果見表 3。

表3 加水和聚羧酸高性能減水劑調整后性能

從表 3 可以看出，在等待 3h 和 4h 時，通過加水和聚羧酸高性能減水劑調整后工作性能能夠滿足施工要求。從對混凝土力學性能影響可以看出，少量水的引入仍然會影響混凝土的 28d 抗壓強度，等待 3h 的 28d 抗壓強度較出機混凝土降低了 5.4MPa；等待 4h 的降低了7.2MPa。水和減水劑的共同使用能夠使混凝土工作性能滿足施工要求，但混凝土抗壓強度的降低將影響混凝土在原始結構部位的使用。

2.3 加聚羧酸高性能減水劑調整對混凝土性能影響

試驗結果見表 4。從表 4 可以看出，通過加聚羧酸高性能減水劑調整等待 3h 和 4h 的混凝土，混凝土工作性能和力學性能均能達到出機狀態，且 28d 抗壓強度有所增長。

表4 加聚羧酸高性能減水劑調整后性能

3 結論

（1）混凝土等待時間較長導致工作性能嚴重劣化，影響混凝土使用。通過加水調整后，混凝土的工作性能雖然得到一定改善，但不能達到初始狀態，未滿足施工要求，調整后混凝土的力學性能劣化嚴重，施工現場若通過加水調整混凝土，必將給工程帶來嚴重的安全隱患。

（2）通過少量的水和聚羧酸高性能減水劑復合使用調整后，混凝土工作性能能夠滿足施工要求，但抗壓強度有所降低，不能滿足混凝土強度設計等級。

（3）通過使用聚羧酸高性能減水劑調整后，混凝土的工作性能能夠達到初始狀態，抗壓強度出現增長現象。但在實際施工中，還需要進一步驗證耐久性能是否能夠滿足工程項目的設計要求。