混凝土原材料对初始坍落度的影响

（一）水泥的影响⑴水泥的矿物组分、水泥的细度（或比表面积）水泥的矿物组成中以C3A，C3S对水泥的水化速度和强度的发挥起决定作用。水泥中的C3A是水泥水化反应最早并进行的最快矿物质，因而在掺加外加剂的混凝土中，对于混凝土的早期坍落度及流动性，C3A对水泥适应性的影响是最主要的。因此，水泥中的C3A含量越高，水泥减水效果就会相对越差。造成这种现象的原因是：当减水剂加入到混凝土混合物中后，首先被水泥中的C3A所吸附。在减水剂掺量不变的条件下，由于被C3A吸附量大，使得用于分散C3S和C2S等其他组分的量显著减少，减水效果较差。其次，水泥中碱含量高，也会造成减水剂的减水效果变差。水泥熟料中碱含量过高，就会使水泥凝结时间缩短，使其早期强度及流动度降低，因此，碱含量高的水泥掺加外加剂的减水效果也会较差。此外，水泥的细度（比表面积）也会对减水剂的减水效果造成影响。水泥细度过细，水泥中的颗粒与水接触的面积大，它们之间反应速度也相应加快，需水量变大，保水性较好，但减水效果大坍落度损失很快，因而给人的感觉是减水效果不足，混凝土初始坍落度偏小。⑵水泥调凝组分的影响石膏是水泥熟料的助磨和调凝材料。在进行粉磨时，石膏研磨细度大，颗粒相对粗，溶解度不够，在水化反应时就易于产生速凝。如果石膏用量不够，在水化反应时不能有效控制C3A的水化，水泥的凝结时间就比较短。同时，不同的石膏形态也会对混凝土外加剂减水率造成不同的影响，在水泥混凝土中，CaSO4·2H2O调凝效果优于CaSO4·1/2H2O。石膏与水泥熟料的粉磨温度通常较高，从而使二水石膏脱水或半水石膏再脱水成石膏，从而导致混凝土外加剂与水泥适应性较差。有的石膏在使用木钙或糖蜜类减水剂时会产生速凝现象，特别是用无水石膏或工业氟石膏时。⑶水泥掺合材的影响根据国家标准，允许在水泥中掺入一定量的掺合料，常用掺合料有：粉煤灰、火山灰、煤矸石等，由于掺合料的性能不同，也会影响外加剂对水泥的适应性。通常对外加剂减水效果影响较为显著的是掺煤矸石、粘土等。煤矸石影响减水剂的减水效果的原因是：煤矸石的比表面积大，吸附能力较强，外加剂掺入后，大部分被它吸附，而占较大比例的水泥粒子得不到外加剂的吸附分散，水泥颗粒加速水化，流动性迅速降低，坍落度变小。⑷新鲜水泥水泥的新鲜程度对混凝土坍落度影响也很大，通过表1的试验结果，就可以发现这种现象。

从以上的试验结果知道，新鲜、温度高的水泥配制的混凝土，在相同的水泥用量、水灰比情况下，初始坍落度会偏小，而且坍落度经时损失也很快。造成这一问题的原因是什么呢？笔者人为其原因大致是：①新鲜水泥在粉磨时，由于粉磨的撞击作用使得水泥颗粒会带上一定的静电，而减水剂是阴离子型表面活性剂，会被水泥所带的静电所吸附，从而造成混凝土的初始坍落度偏小；②刚出磨机的水泥温度高、干燥度高，早期水化快、水化时发热量大，所以需水量大，因而对外加剂的吸附量也大，减水剂对其塑化效果也就越差，混凝土坍落度损失也较快。当新鲜水泥存放一段时间后，由于其中f-CaO减少使混凝土拌合物需水量减少，坍落度损失减缓，从而改善了混凝土外加剂与水泥适应性。对于有些商品混凝土企业为了保证生产的正常进行，利用这一类型水泥配制的混凝土，又要保证施工性能及质量，主要的解决办法是：提高减水剂的掺量20%以上或是相应的掺加一定量的矿碴粉，这样才能保证混凝土的施工的顺利进行，缺点是混凝土成本增加、混凝土的凝结时间稍有偏长，但不会影响其强度。在混凝土组成材料中水泥对外加剂混凝土的性能影响最大，不同的减水剂品种对水泥的分散、减水、增强效果不同。对于同一种减水剂，由于水泥矿物组成、混合材料品种及掺量、含碱量、石膏品种及掺量的不同，其减水增强效果也很不相同。（二）粉煤灰的影响由于我国地域辽阔，燃煤的质量及电厂的生产工艺也不尽相同，在进行商品混凝土中所使用的粉煤灰也会差别很大，针对目前各地区的情况，所生产的粉煤灰品质不同，对混凝土的初始度坍落度影响也不尽相同。⑴粉煤灰的级别对坍落度的影响情况大致如图1所示。

根据图1知道，不同级别的粉煤灰，在相同的配合比情况下所配制的混凝土坍落度大小有很大的差异。粉煤灰的需水量比小、烧失量小所配制的坍落度就越大，反之就会越小。这主要是由于劣质粉煤灰(Ⅲ级及其以下)比较粗，需水量大，碳含量高，碳粒子具有开放性气孔，能够吸附大量的塑化剂和水，适应性变差；优质粉煤灰(一般为Ⅰ级和Ⅱ级粉煤灰)比较细，碳含量低，需水量小，并且含有大量的玻璃微珠起润滑作用，能提高混凝土的和易性，同时粉煤灰不参与早期水化，适应性好。⑵除以上的需水量比、烧失量会对混凝土的初始坍落度影响外，还是会有其他的因素会影响到坍落度的大小，是什么因素造成的呢？我们通过表2的试验进行分析探讨。

根据一般的粉煤灰验收检测，其细度达到预定的标准要求，需水量也不高，但是以上的两个试验中的混凝土初始坍落度偏小，其原因是什么呢？笔者分析其原因大致主要是：①粉煤灰中的掺加了一些其他的非活性组分，这些组分会对减水剂进行吸附，使得部分的减水剂失去其减水的作用，减水率降低，从而导致混凝土坍落度偏小；②粉煤灰由于进行了粉磨，在粉磨中由于撞击作用对粉煤灰的颗粒形态进行了破坏，不规则的颗粒使得配制的混凝土流动性能差，混凝土易于堆积，配制的混凝土坍落度自然就会变小。（三）骨料的影响⑴河砂对于外加剂的减水效果影响主要有几点：①河砂的骨料的细度模数影响；我们知道细骨料的细度模数降低时，对于混凝土而言，需水量增大，保水能力增加，需水量也相应加大，也就影响到减水剂的减水作用，减水效果降低。②骨料的含泥量影响，通过试验我们知道当砂子的含泥量增大时，混凝土的保水性能会变好，而流动性会随之降低，其主要原因是砂子的泥含量增加，增大了混凝土的凝胶材料，胶结材料量相应增大，混凝土的保水能力也相应增强，但流动性能在不断降低。

③砂含水率不稳定或波动太大。④在相同用水量和水灰比下，水泥用量一定，若砂率过小，则浆体不足，不能保证粗骨料间有足够的砂浆填充润滑，粗骨料颗粒间的摩擦力较大，拌合物流动性较小，坍落度较低;若砂率过大，细骨料比表面积和空隙率增大，在用水量和水泥用量一定时，需要润湿骨料表面的水分和包裹细骨料的水泥浆体显得不足，水泥浆的润滑作用减弱，细骨料间的摩擦阻力增加，拌合物流动性下降。⑤同一规格的粗骨料混凝土拌合物，坍落度随着砂率的增加呈现先增后减的变化趋势，即存在一个最佳砂率值，在此砂率下，获得相同坍落度的拌合物所需的水泥用量最少。⑵通常情况下，石子对外加剂的减水效果不会有太大的影响，造成石子对外加剂的减水效果影响原因是原材料试验检测人员未对石子进行压碎值指标进行检测，这种情况会有部分的石子对外加剂的减水效果造成影响，笔者认为主要是碎石的压碎值指标偏低，在混凝土生产过程中，进行的强力搅拌使得石子再次破碎，造成石子的颗粒增多，同时会带有部分粉体材料出现，在石子的比表面积增大及粉体材料增加的情况下，单方混凝土的需水量会相应增大，从而导致了外加剂的初始减水效果不足。石子的石粉含量太多也会影响到坍落度的降低，即认为影响减水剂的减水效果。⑶高温暴晒的骨料,骨料的表面温度很高，在进行混凝土与搅拌时会吸收大量的水，混凝土的温度高，水分挥发快，坍落度也会相应变小。（四）外加剂的影响⑴外加剂的减水率偏低引起的混凝土初始