預拌混凝土坍落度損失的機理分析及解決措施

　　[摘要]文章從水泥成分、環(huán)境條件、混凝土外加劑等多方面分析混凝土坍落度損失的機理，并提出相應的解決措施。

　　[關鍵詞]混凝土；坍落度損失；水泥；外加劑

　　水泥混凝土材料是當今世界上使用量最大、使用范圍最廣的建筑材料之一，已普遍應用于各類土木建筑工程及水利建設中。隨著建設工程技術的不斷提高，現(xiàn)代混凝土工藝要求流態(tài)混凝土(FLC)和高性能混凝土(HPC)具有良好的性能，以滿足集中攪拌、遠距離運輸、泵送、不振搗、自流平、自密實等過程的要求。目前商品混凝土的使用越來越多，坍落度損失過大的問題嚴重影響施工進度及工程質(zhì)量。特別是泵送預拌混凝土，在高溫炎熱天氣條件下，此問題更加突出。因此，有必要對泵送預拌混凝土坍落度損失的機理作深入分析并提出可行的解決措施。
　　
　　一、混凝土坍落度損失的原因分析
　　
　　影響混凝土坍落度損失的原因是多方面的，且這些因素相互關聯(lián)。主要包括四個方面：一是水泥方面，如水泥中的礦物成分種類、SO3含量與C3A和堿含量的匹配、細度等；二是高效減水劑的化學成分、分子量、交聯(lián)度、磺化程度、平衡離子濃度以及緩凝劑的種類、用量等；三是環(huán)境條件，如溫度、濕度、運輸時間等；四是混凝土的水灰比大小、減水劑摻入時間次序、摻和料的品種及摻加比例。
　　
　　(一)水泥中礦物成分的種類及其含量的影響

　　水泥中的主要礦物成分是C3A，C4AF，C3S，C2S。不同礦物成分對減水劑的吸附作用大小不同。減水劑的主要作用是吸附在水泥礦物的表面，降低分散體系中兩相問的界面自由能，提高分散體系的穩(wěn)定性。在相同條件下，水泥成分中對減水劑的吸附性大小依次為C3A＞C4AF＞C3S＞C2S。若水泥中C3A，C4AF含量較大，則大量減水劑被其吸附，占水泥成分較多的C3S和C2s就顯得吸附量不足，動電電位顯下降，導致混凝土坍落度損失。這是造成摻減水劑的混凝土坍損的根本原因。所以水泥中C3A，C4AF含量較高的混凝土坍落度損失較大，反之較小。
　　
　　(二)水泥中調(diào)凝劑的形態(tài)及摻加量的影響

　　水泥生產(chǎn)中，石膏的摻量與C3A含量比和表面積有關，為了使石膏與C3A反應生成足夠的鈣礬石，沉淀在C3A土延緩C3A的水化。石膏加入硅酸鹽水泥，不僅是為了調(diào)凝，更重要的還是加速阿里特的水化。其加量影響強度發(fā)展的速率和體積穩(wěn)定性，因此許多國家的水泥標準中介紹了“最佳石膏量”，并且用三氧化硫(SO3)含量表示。水泥中最佳石膏量是在水灰比0.50時通過膠砂強度試驗確定的。正常的凝結(jié)是由于C3S的水化形成C-S-H的結(jié)果。這時液相中鋁酸鹽、硫酸鹽、Ca2+離子比例適宜，可能形成細粒的鈣礬石而且它能使系統(tǒng)在整個誘導期保持流動性，隨著C3S的水化和C-S-H的形成，系統(tǒng)將逐漸失去流動性。當C3O不足時，C3A水化較快，會產(chǎn)生異常凝結(jié)，因此流動度損失很快，直接表現(xiàn)為坍落度損失過快，所以應尋求最佳的石膏摻量。水泥中C3A含量越大堿含量越大，水泥顆粒越細石膏的最佳摻量越大。石膏的最佳摻量還和水泥的早期水化溫度有關。摻入不同形態(tài)的石膏對水泥水化過程的影響也是不同的。選擇最佳的石膏摻量，且摻入的石膏形態(tài)搭配合理，可有效地避免坍損，從而配制出流動性好、坍落度損失小的混凝土。
　　
　　(三)水泥的細度大小，顆粒級配的影響

　　在水泥水化過程中，3～30mm的熟料顆粒主要起強度增長作用，而大于60um的顆粒則對強度不起作用，小于10um的顆粒主要起早強作用，3um以下的顆粒只起早強作用。小于10um的顆粒需水量大。流變性好的水泥10um以下顆粒應少于10％。顆粒越細，細顆粒越多，增大早期水化放熱，這必將加劇坍損。
　　
　　(四)環(huán)境條件及化學外加劑和摻和料的影響

　　一般來講，環(huán)境溫度越高，水泥水化速度越快，導致混凝土的坍落度損失越大。濕度越大，混凝土對外失水相對較少，有利于抑制坍落度損失。相同條件下，強度越高、水灰比越小的混凝土坍落度損失越大。同時，摻加適量需水量小的優(yōu)質(zhì)粉煤灰或微細礦粉對于提高混凝土的和易性及抑制坍落度損失有利。不同種類的化學外加劑對混凝土的坍損有著不同的影響。在拌制混凝土時，加入外加劑的時間選擇也影響混凝土坍落度損失的大小。
　　