預(yù)拌混凝土坍落度損失的機(jī)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(jī)理，并提出相應(yīng)的解決措施。

　　[關(guān)鍵詞]混凝土；坍落度損失；水泥；外加劑

　　水泥混凝土材料是當(dāng)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(yīng)用于各類土木建筑工程及水利建設(shè)中。隨著建設(shè)工程技術(shù)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(yuǎn)距離運(yùn)輸、泵送、不振搗、自流平、自密實(shí)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(yán)重影響施工進(jìn)度及工程質(zhì)量。特別是泵送預(yù)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(duì)泵送預(yù)拌混凝土坍落度損失的機(jī)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(guān)聯(lián)。主要包括四個(gè)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(xì)度等；二是高效減水劑的化學(xué)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(yùn)輸時(shí)間等；四是混凝土的水灰比大小、減水劑摻入時(shí)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(duì)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(duì)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(dòng)電電位顯下降，導(dǎo)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(guān)，為了使石膏與C3A反應(yīng)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(qiáng)度發(fā)展的速率和體積穩(wěn)定性，因此許多國(guó)家的水泥標(biāo)準(zhǔn)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(shí)通過膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)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(shí)液相中鋁酸鹽、硫酸鹽、Ca2+離子比例適宜，可能形成細(xì)粒的鈣礬石而且它能使系統(tǒng)在整個(gè)誘導(dǎo)期保持流動(dòng)性，隨著C3S的水化和C-S-H的形成，系統(tǒng)將逐漸失去流動(dòng)性。當(dāng)C3O不足時(shí)，C3A水化較快，會(huì)產(chǎn)生異常凝結(jié)，因此流動(dòng)度損失很快，直接表現(xiàn)為坍落度損失過快，所以應(yīng)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(xì)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(guān)。摻入不同形態(tài)的石膏對(duì)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(dòng)性好、坍落度損失小的混凝土。
　　
　　(三)水泥的細(xì)度大小，顆粒級(jí)配的影響

　　在水泥水化過程中，3～30mm的熟料顆粒主要起強(qiáng)度增長(zhǎng)作用，而大于60um的顆粒則對(duì)強(qiáng)度不起作用，小于10um的顆粒主要起早強(qiáng)作用，3um以下的顆粒只起早強(qiáng)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(yīng)少于10％。顆粒越細(xì)，細(xì)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(xué)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(dǎo)致混凝土的坍落度損失越大。濕度越大，混凝土對(duì)外失水相對(duì)較少，有利于抑制坍落度損失。相同條件下，強(qiáng)度越高、水灰比越小的混凝土坍落度損失越大。同時(shí)，摻加適量需水量小的優(yōu)質(zhì)粉煤灰或微細(xì)礦粉對(duì)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(xué)外加劑對(duì)混凝土的坍損有著不同的影響。在拌制混凝土?xí)r，加入外加劑的時(shí)間選擇也影響混凝土坍落度損失的大小。
　　