【干貨分享】混凝土坍落度經時損失及其影響因素
發布時間：2022-06-29
來 源 ：武漢華軒高新
1引言 商品混凝土具有提高混凝土質量、減小環境污染、節約施工現場用地、降低勞動強度、提高工效等諸多方面的優點，因此在現代化建筑施工中得到了廣泛應用。同時，隨著建筑施工技術的不斷進步，客觀上對混凝土工作性的要求越來越高，這就要求混凝土在經過了較長時間的運輸和停放以后仍能維持較高的坍落度。在施工過程中，由于高溫、原材料等方面的影響，造成商品混凝土坍落度損失過大，易造成堵泵和施工困難以及拆模后混凝土蜂窩麻面現象，甚至產生工程質量問題。這些因素都嚴重地影響商品混凝土的泵送距離和泵送高度，以及混凝土攪拌站的供應半徑。本文分析了商品混凝土坍落度損失機理及影響因素和控制措施。 2混凝土坍落度經時損失機理 一般認為坍落度經時損失的機理在以下幾個方面： (1)體系中游離水的減少，水泥水化反應發生時，水泥水化產物會吸附一部分游離水，另外由于溫度原因造成游離水的蒸發造成了混凝土中游離水的減少；此外，分子作用力和外力等作用促進了水化產物的凝聚。 (2)外加劑作用的減弱，隨著時間的延長，高效減水劑吸附在水化產物表面，部分減水劑被水化產物包裹，還有部分減水劑隨著水化反應的發生而被消耗掉，因此造成水泥顆粒之間的斥力減小，水泥顆粒絮凝，從而使混凝土坍落度變小。 (3)水泥的水化反應，水泥在水化過程中會產生大量的Ca(oH)2以及C-S—H等水化產物，這會增加體系的黏度，從而使混凝土的坍落度經時損失增大。服部健一通過對水泥粒子作用機理進行深入研究，認為水泥顆粒的物理凝聚本質上是水泥粒子在布朗運動、重力等作用下，微粒之間的相互吸附、靠近，并且服部健一根據水泥粒子碰撞理論，給出了水泥粒子半衰期(即水泥粒子由于碰撞而減少一半的時間)的計算公式，如式(1)所示： T1/2=2兀a2/(3K)(1+ρaW/C)e[Vmax/(KT)](1) 式中：K—試驗常數；a—水泥粒子半徑；W/C—水膠比；ρa—水泥密度；T—絕對溫度；Vmax—勢壘。 由式(1)可以看出：水泥粒子半衰期是一個與水灰比正相關、溫度負相關的函數。 3混凝土坍落度損失影響因素 3.1水泥因素 (1)水泥組分中C3A與C4AF水化速率要快于C3S和C2S，并且C3A和C4AF對外加劑的吸附能力也比較強，因此如果水泥中C3A和C4AF的含量較高，則大量外加劑被其吸附，且水化速率較快，造成C3S和C2S吸附量不足，導致坍落度快速減小，坍落度經時損失加大。 (2)水泥本身的細度對坍落度損失也有很大影響，水泥越細，水泥的比表面積越大，在相同條件下水泥的需水量越大，水泥的水化反應越快，造成坍落度的加劇損失。 3.2骨料因素 骨料砂石的含泥量對混凝土的坍落度經時損失影響也比較大，尤其是現在使用較為廣泛的第三代減水劑——聚羧酸系減水劑對骨料的含泥量比較敏感。因骨料中的泥對外加劑具有很強的吸附作用，減弱了相應量的外加劑的效能，造成了坍落度損失的加大。 3.3外加劑因素 在商品混凝土配制中常用的外加劑為減水劑，減水劑對提高商品混凝土的和易性與力學性能具有重大作用?，F在一般采用復合型高效減水劑，在高效減水劑中復合其它外加劑是控制商品混凝土坍落度損失的一種簡便、有效的措施之一。實踐和研究證明，高效減水劑和緩凝劑復合使用，可使商品混凝土在施工澆筑前不因水化而出現流動度明顯降低的現象，有助于解決商品混凝土損失的問題。近年來聚羧酸型減水劑的開發和應用，為商品混凝土坍落度損失的控制提供了有效的技術途徑。根據筆者的實踐表明，聚羧酸型減水劑不僅具有良好的減水性能，而且在減小坍落度損失方面也具有良好的性能。 以下是聚羧酸外加劑不同摻量對坍落度損失的對比試驗。 由圖1可以發現，當外加劑摻量增加時，混凝土初始坍落度增加，而坍落度保持能力更趨于穩定，但當摻量過高時，會產生泌水現象。 3.4環境溫度因素 通過實踐和試驗可以得知，當溫度較高時，混凝土坍落度損失較大。溫度越高，水泥的水化反應速率越快，造成坍落度損失增大；同時由于高溫，混凝土體系中的自由水蒸發也加快，進一步使得坍落度損失加大。因此環境溫度也是對混凝土坍落度經時損失一個重要的影響因素。 3.5配合比因素 (1)砂率 在水泥漿用量一定的條件下，砂率過大，導致骨料的總表面積增大，此時，包裹在骨料上的水泥漿厚度變薄，潤滑作用減小，混凝土拌合物坍落度降低。當砂率過小時，雖然骨料的總表面積有所減小，但砂漿量也減小，粗骨料沒有足夠的砂漿起包裹潤滑作用，此時的混凝土顯得粗澀，和易性差，混凝土拌合物坍落度小。 (2)礦物摻和料 由于礦物摻合料表面光滑致密，在拌合混凝土時，其分散在水泥粒子間，這些致密的顆粒起到了分散劑的作用；礦物摻合料的加入減緩了水化反應，使整個體系的反應速率減慢：摻合料的加入，大大降低了水泥水化熱，也就降低了拌合物的內部溫升。因此合理使用礦物摻和料是減小坍落度經時損失的有效手段。 4結果與討論 (1)選擇低C3A含量的水泥，以及適合的細度可以有效降低混凝土的坍落度經時損失。 (2)保證粗細骨料的潔凈度。 (3)在混凝土坍落度經時損失較大時，可以適當提高外加劑摻量，提高混凝土的工作性能。 (4)充分考慮環境溫度，盡量避開高溫時澆筑混凝土，在夏季高溫澆筑時可以適當降低拌合用水和骨料的溫度。 (5)優化配合比，選擇最適合的砂率及礦物摻和料的使用，可以減小坍落度損失。
