简析商品砼坍落度损失影响因素

钱新

摘 要：商品混凝土一般为流态且可泵送的混凝土。混凝土的流变性能一般以工作度来综合评判，工作度是混凝土拌和物的粘性，流动性和稳定性的综合表现。在现场和实验室中常以坍落度和扩展度的大小表示，并考察是否离析或泌水等。从原材料、配合比、环境因素、外加剂、掺和料、施工工艺等方面谈商品混凝土坍落度损失的影响因素。

关键词：商品混凝土；坍落度损失；影响因素

随着社会的不断发展，人们对环保的要求越来越高，对工程建设中产生的各种粉尘、噪音污染越来越重视。混凝土生产作为粉尘、噪音的重污染源在很多城市内已禁止现场搅拌，取而代之的是集约化的商品混凝土公司生产。

商品混凝土是把混凝土的搅拌、运输、泵送一系列环节从传统的施工生产系统中剥离出来，形成一个独立核算的材料加工企业—预拌混凝土工厂。由于其生产的专业化、集中化，为工程节省水泥及砂、石材料，改进施工工艺，提高设备利用效率，减轻劳动强度，节约施工用地，减少噪音、粉尘、固体废料等污染，且具有配料准确，质量稳定的优点，已被广泛地应用于市政工程和高速公路建设中。

商品混凝土多为流态可泵送的混凝土，一般用于现浇混凝土结构，混凝土从搅拌运输到浇灌需几十分钟到1～2h，有时甚至超过2h，要保证混凝土具有良好的工作性能和可泵性，就必须控制好混凝土的坍落度损失，同时具备良好的早期强度和后期强度，以达到改善混凝土的施工性能和质量、加快施工进度、节省能耗、经济使用的目的。

1 商品混凝土施工生产常遇到的问题

（1）离析、泌水，工作性不好

（2）异常凝结，水泥与外加剂适应性不良

（3）混凝土坍落度损失大，不能满足施工需要

（4）泵压过高或堵塞泵管

（5）早期强度过低或后期强度不高

这些问题无疑是混凝土选材问题和工作性能不良的综合表现，尢其是坍落度损失问题更为常见。

2 影响混凝土工作性能的主要因素有以下几个方面：

2.1 原材料的选择

2.1.1水泥的选择

不同水泥品种及其矿物成分含量不同对混凝土坍落度经时损失影响也不同水泥用量越大，水化热越高，坍落度经时损失越大，水泥用量取决于用水量与水泥强度因此，相同强度等级时宜选用强度富裕系数高的水泥，相同强度时选用需水量小的水泥矿物成分对坍落度损失影响不同，水泥中四大矿物成份C3S、C2S、C3A、C4AF对减水剂的吸附能力是不一样的，其吸附顺序C3A >C4AF>C3S>C2S，即铝酸盐矿物对高效减水剂的吸附能力大于硅酸盐矿物，在减水剂掺量相同的情况下，C3A 、C4AF含量较高的水泥浆体中，减水剂的分散效果就差，有资料表明，C3A含量10%左右水泥比C3A含量5%左右的水泥其坍落度损失率高30%。因此宜优先选用C3A含量低，C3S含量高的水泥。

水泥调凝石膏控制水泥的凝结时间及硬化速度。以无水石膏作为调凝剂的水泥在水泥指标检验时区别不大，但碰到木钙、糖钙减水剂时，则会产生严重的不适应性，不仅得不到预期的减水效果，而且往往会引起流动度损失过快甚至异常凝结。

水泥的含碱量：随着水泥的含碱量的增加，混凝土的凝结时间缩短和坍落度损失增大。

根据配制强度合理选用不同强度等级的水泥。若以低强度的水泥配制高强度的混凝土，每m3混凝土的水泥用量大为增加，不仅不经济，而且水泥用量多，水化热大，易发生收缩裂纹，影响混凝土的质量；若以较高强度水泥配制较低强度混凝土虽可少用水泥，但不能少于桥规规定，否则混凝土的和易性不好，容易离析。

针对混凝土不同用途正确选择水泥品种，如要求早强或冬季施工，尽量采用R型水泥，大体积混凝土尽量采用矿渣水泥或粉煤灰水泥，以减少水化热水泥细度及颗粒组成对拌和物工作性亦有影响，水泥中3～30μm的颗粒主要起强度增长的作用，而大于60μm的颗粒，则对强度不起作用，因此3～30μm应当占90%以上；小于10μm的颗粒主要起早强作用，但小于10μm需水量大，因此流变性能好的水泥，10μm以下颗粒应当小于10%。我国多数水泥的生产中基本上只考虑细度，甚至用增加比表面积的办法来提高水泥强度。产生的结果必然是水泥细度越细、细颗粒越多，需水量就越多，需水量增大必加剧混凝土坍落度损失。

2.1.2集料：正确选择集料能确保混凝土的工作性强度和经济性砂的级配合理、含泥量低，有利于强度和工作性的提高石子的最大粒径和级配影响混凝土的用水量、砂率和工作性集料的最大粒径增大可使集料的总表面积减少，在浆体一定的情况下拌和物工作性以明显改善。

砂率：当砂率过大时，集料的空隙率和总表面积增大，在水泥浆用量一定的情况下混凝土显得干稠，流动性小，当砂率过小时虽然集料的总表面积减少但由于砂浆量不足，不能在粗集料周围形成足够的砂浆层来起润滑作用因而使混凝土拌和物流动性降低更严重的是影响拌和物的粘聚性和保水渥使拌和物显得粗，粗集料离析，水泥浆流失，甚至出现溃散等不良现象。配合比设计中应在用水量和水泥用量一定的情况下，选择一个能使混凝土拌和物保持最大流动性且粘聚性和保水性良好的合理砂率。

2.1.3外加剂：对于某一水泥、某一配比的混凝土来讲，任何混凝土外加剂都存在一最佳掺量，最佳掺量意味着最好的技术、经济效果，最佳的性能，在外加剂大掺量或低掺量（相对一起最佳掺量）往往会出现截然不同、意想不到的效果，如坍落度损失的快慢、泌水大小、缓凝与促凝等。外加剂的最佳掺量应根据水泥净浆流动度及配合比试验来确定。

2.2配合比设计

商品混凝土施工工艺不同于现场搅拌混凝土，由于运输距离和时间存在必须控制坍落度损失，因此在配合比设计时应考虑下列因素：

2.2.1根据运距和运输时间及施工要求确定初始坍落度

初始坍落度应为要求的施工坍落度加上预计时间内的坍落度损失，在配合比设计中应考虑采取措施控制坍落度损失，保证施工要求。坍落度太小施工困难，坍落度太大，浇筑后混凝土长时间保持大流动状态，稳定性差，易离析、泌水凝结慢影响施工进度

2.2.2初凝时间的控制，最后浇注混凝土的时间不得迟于首浇混凝土的初凝时间。

2.2.3从原材料、水灰比、砂率、外掺料掺量、外加剂掺量等方面综合考虑以减小混凝土坍落度损失。

2.3现场环境

对于给定材料和配比的混凝土拌和物其工作性的变化主要受水泥的水化率和水分的蒸发率所支配，混凝土从搅拌到浇筑这一段时间内，温度升高加速水化率及水由于蒸发而损失，这些都导致坍落度的减小，同样风速和湿度会影响水分蒸发率因而影响坍落度。

2.4外加剂的掺量及掺入时间

掺加高效减水剂可使基准混凝土坍落度由6-8cm提高到18-22cm，但损失较快，减水剂掺量大时，坍落度损失相对较少，但掺减水剂混凝土坍落度经时损失要比不掺的较快。用分次掺加法即在搅拌时加入一部分外加剂在浇灌混凝土前加入另一部分减水剂，可以避开坍落度经时损失。

3 坍落度损失控制应从以下几方面控制

3.1内因：从组成材料上选用合适的材料及确定合适的材料用量。

3.2外因：①环境条件：尽可能避开炎热的中午，对运输车取罐体降温措施。

②时间：优化施工工艺，缩短施工时间减少施工等待。

如坍落度损失过大，可加入与混凝土水灰比同比例的水和水泥，重新搅拌均匀后使用，严禁随意加水。或采用分次掺加外加剂，但减水剂掺量不能超量，掺量应经试验确定，防止长时间不凝固，发生质量事故。

商品混凝土的迅速发展，促进了外加剂的发展和坍落度控制技术的进步，随着国内外研究水平的提高和广大混凝土技术人员认识的提高，控制坍落度损失的方法也将更多。