混凝土坍落度损失的控制与应用

1、混凝土坍落度损失的控制与应用0 前言水泥混凝土施工已普遍应用于各类建筑工程中。混凝土的塑性、流动性随着时间的推移会逐渐变稠、硬化，逐渐产生强度，混凝土坍落度损失是目前混凝土搅拌站以及公路工程建设中普遍遇到的一个 技术难点。坍落度指新拌水泥混凝土拌和物在自重下的下沉量，是衡量混凝土的和易性、保证施工正常进行的重要参数。包括混凝土的棍度、含 砂情况、流动性、粘聚性和保水性。混凝土“坍落度损失 ”是指集中搅拌站拌制水泥混凝土时的坍落度与运至施工现场的混凝土坍落度之差值。坍落度损失过大有时会严重干扰施工的正常运行，因此，控制坍落度损失是工程施工的重要任务。影响水泥混凝土坍落度的因素主要有胶凝材料因素、

2、骨料因素、外加剂原因、单位体积用水量、水化热原因和温度等几个方面影响，且这些因素相互关联。胶凝材料水泥水泥的主要矿物成分铝酸三钙C3A 、铁铝酸四钙 C4AF 、硅酸三钙 C3S、硅酸二钙 C2S 中，对减水剂吸附性大小依次排序分别为C3A C4AFC3SC2S。水泥中铝酸三钙C3A 、铁铝酸四钙 C4AF 含量较大，则大量减水剂成份被其吸附，而占水泥成分较多的C3S、C2S吸附量不足， 导致混凝土坍落度经时损失， 所以，水泥中 C3A 、C4AF 含量较高的水泥混凝土坍落度损失较大，反之则较小。 这是造成掺减水剂混凝土坍损的主要原因。不同矿物成分对减水剂的吸附作用不同。减水剂主要吸附在水泥矿

3、物的表面， PO42.5 及以上强度等级水泥中，水泥的标准稠度用水 量基本取决于熟料标准稠度用水量。熟料中C3A 活性高时与水接触后会迅速发生水化反应。 C3A 含量高则熟料标准稠度用水量增大，建议 C3A 含量控制在在 7.0% 7.5%之间时能有效降低熟料标准稠度用水量。矿物掺和料适量掺入需水量小的优质粉煤灰或矿渣粉对于提高混凝土的工作性有利，优质粉煤灰可以减少外加剂的用量。粉煤灰较粗、粉煤灰烧失量过大则会引起混凝土泌水、坍落度损失过大， 甚至影响与水泥的适应性， 还可能造成高效减水剂失效。 因此，混凝土配合比试验时， 优选一、二级粉煤灰，拌制的混凝土和易性会更好，烧失量小的粉煤 灰可以有

4、效降低坍落度损失率， 矿物掺和料可以明显的改善混凝土的工作、强度、体积稳定性及耐久性。集料集料的粒径大小、级配好坏、集料含泥量、砂率会影响拌合物的工作性能，集料级配良好可有效地减少坍损，从而配制出流动性好、坍落度损失小的混凝土。 尤其是聚羧酸减水剂对材料质量的要求更加严格。水化热原因混凝土拌合物中水泥的水化产生的水化产物起到了胶粘作用，阻碍了颗粒间的滑动。 而拌和物温度升度促使水泥水化加快，和水分的减少或挥发会直接减少单位混凝土中游离水的含量，而风速和湿度也会影响拌合物水分的蒸发速率，降低水膜的润滑作用， 从进而引起坍落度损失。因此掺加适量缓凝剂会对坍落度损失速度有较大影响。温度影响天气干燥时

5、， 拌和物表面的水分容易蒸发而引起坍落度损失。混凝土拌和物温度越高， 水泥水化加快时游离水变为结合水的比例就越大，塌落度损失越快；拌和物温度越低，拌和物塌落度损失越慢。通常来说， 温度每上升 10，坍落度经时损失会增大10 40左右。大体积混凝土更应注意掺加减水剂减少单位体积用水量，从而减少水化热。笔者曾在某个公路项目上有过经验教训：拌和站拌制的混凝土坍落度为 220 225mm，混凝土罐车20 分钟后运至工地，在浇筑时坍损增大导管堵管而中断浇筑。 查明原因后再拌混凝土时掺减水率较大的减水剂和适量白糖而让施工正常进行。拌制混凝土前，降低砂、 石料、水泥、外加剂及拌合水的温度可有效降低混凝土拌和

6、物的温度， 因而抑制坍落度损失； 大体积混凝土施工时， 内部的冷却水管通水也能降低混凝土的温度。另外，将混凝土搅拌运输车外表面喷水降温、 包裹蓬布，避免直晒；混凝土浇筑过程中防晒、防风、且收浆后覆盖 保温养生等措施都能抑制塌落度损失。抑制混凝土坍落度损失的措施水泥混凝土坍落度经时损失过大由多种因素造成的，主要采用以下方法控制。减水剂后掺法砂、石、水泥、水先行拌合之后再掺加减水剂，因为水泥水化时， 在有石膏的环境中C3A、C4AF能迅速生成钙矾石。而C3A、C4AF 明显减少后， 再加入减水剂， 此时掺加的减水剂能充分地被C2S、C3S 吸附，矿物颗粒间的动电电位明显提高，并能在一定时间范围内保

7、持 相对稳定，从而拌和物产生较明显的和易性好、坍损小。掺缓凝剂法缓凝剂能延迟水泥水化反应，延长混凝土凝结时间， 合理使用缓凝剂可使混凝土拌和物能在较长时间内坍损较小。有机缓凝剂常见的柠檬酸、 葡萄糖酸、水杨酸等及其盐、 多元醇及其衍生物， 这类缓凝剂受温度影响较小。糖类如葡萄糖、蔗糖、糖蜜等及其衍生 物，原料广泛、价格低廉、缓凝作用较稳定而广泛采用。经有关试验 表明，市场上厂家过期或报废的果汁，经有效过滤后适量掺入对混凝土凝结时间的延长效果要优于葡萄糖酸钠。无机缓凝剂目前应用较广泛的是磷酸盐、偏磷酸盐。 无机缓凝剂往往在水泥表面形成一层难溶的薄膜， 对水泥颗粒的水化起屏障作用，导致水泥水化减缓

8、，延长水泥的凝结时间，坍损速率减小。优选与水泥的适应的外加剂适应性调整过程中若发现掺入外加剂的混凝土拌合物在搅拌后 出现泌浆、抓地（稀浆泌至表面，砂石下沉且紧贴地面，很难铲动） 时，说明外加剂与水泥适应性不好。应重新调整试验。若使用搅拌机搅拌，试拌数量不宜少于15L ，并且在试拌前应用相同配比的砂浆润湿搅拌机内壁和铁盘，防止试拌量小而失准。多做模拟实际环境的坍落度损失试验做混凝土坍落度损失试验时， 笔者认为大多数试验人员只在试验室常温下进行，而施工现场气温、风速、光照、湿度与室内不同，还应针对性在室外或室内模仿高温、低温、有风、光照等环境下的坍损试验，才能真正做到实用化、真实模拟现场环境，有针对性的指导施工。有些外加剂厂家为追求最大利润，进场的每批外加剂质量参差不齐，每批使用前都应取样试拌，符合要求才能收货。结束语应针对性地对影响混凝土坍落度损失的胶