浅谈混凝土坍落度损失的原因分析及其预控措施

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0 引 言

随着建设工程技术的不断提高，现代混凝土工艺对混凝土工作性能的要求越来越高 。目前，商品混凝土已广泛应用于各 类土木建筑工程及水利建设中，为满足运输等条件的限制，故商品混凝土比自拌混凝土坍落度要大 。因此，在施工过程中，常 常因坍落度损失过大，从而影响到施工进度及工程质量。特别是泵送混凝土，在高温炎热天气条件下，此问题更加突出 。

1 引起混凝土坍落度损失的原因

坍落度主要是指混凝土的塑化性能和可泵性能，影响混凝土坍落度主要有级配变化 、含水量、衡器的称量偏差，外加剂的 用量容易被忽视的还有水泥的温度几个方面。坍落度是指混凝土的和易性，具体来说就是保证施工的正常进行，其中包括混 凝土的保水性、流动性和粘聚性。和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能，是一个综合性能，其中包含流动 性、粘聚性和保水性。影响和易性主要有用水量、水灰比、砂率以及包括水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等几个方面 影响，且这些因素相互关联。

1.1 单位体积用水量和水灰比

单位体积用水量是指在单位体积水泥混凝土中，所加入水的质量，它是影响水泥混凝土工作性能的最主要因素。新拌混 凝土的流动性主要是依靠集料及水泥颗粒表面吸附一层水膜，从而使颗粒间比较润滑 。而粘聚性也主要是依靠水的表面张力 作用，如用水量过少，则水膜较薄，润滑效果较差；而用水量过多，毛细孔被水分填满，表面张力的作用减小，混凝土的粘聚性 变差，易泌水。在相同条件下，增大水灰比可有效减小坍落度损失率，其主要原因是用水量的增大，部分弥补了由于高温蒸发而 失去的水分，使其在一定时间内坍落度值变化较小。但水灰比的增大要以保证强度为前提 。

1.2 集料

集料的特性包括集料的最大粒径、形状、表面纹理、级配和吸水性等，这些特性将不同程度地影响新拌混凝 土的和易性 。其中最为明显的是，卵石拌制的混凝土拌合物的 流动性较碎石的好 。集料的最大粒径增大，可使集料的总表面 积减小，拌合物的工作性能也随之改善 。 集料的级配对混凝土 的保水性和粘聚性影响很大，严重时会使拌合物显得粗涩 、粗 集料离析、水泥浆流失，甚至出现溃散等不良现象。良好的集料 级配可有效地减少坍损，从而配制出流动性好 、坍落度损失小 的混凝土。

1.3 水泥

水泥中的主要矿物成分是 C 3 A、C 4 AF、C 3 S、C 2 S。不同矿物成 分对减水剂的吸附作用大小不同。减水剂的主要作用是吸附在 水泥矿物的表面，降低分散体系中两相问的界面自由能，提高 分散体系的稳定性 。在相同条件下，水泥成分中对减水剂的吸 附性大小依次为 C 3 A＞C 4 AF＞C 3 S＞C 2 S。若水泥中 C 3 A、C 4 AF 含 量较大，则大量减水剂被其吸附，占水泥成分较多的 C 3 S 和 C 2 S 就显得吸附量不足，动电电位显下降，导致混凝土坍落度损失， 这是造成掺减水剂的混凝土坍损的根本原因。所以，水泥中 C 3 A、C 4 AF 含量较高的混凝土坍落度损失较大，反之较小。在水 泥水化过程中，3mm~30mm 的熟料颗粒主要起强度增长作用， 而大于 60um 的颗粒则对强度不起作用，小于 10um 的颗粒主 要起早强作用，3um 以下的颗粒只起早强作用。小于 10um 的 颗粒需水量大 。流变性好的水泥，10um以下颗粒应少于 10％。 颗粒越浅谈混凝土坍落度损失的原因分析及其预控措施 细，细颗粒越多，增大早期水化放热，这必将加剧坍损。

1.4 外加剂和掺和料的影响

掺加适量需水量小的优质粉煤灰或微细矿粉对于提高混 凝土的和易性及抑制坍落度损失有利。不同种类的化学外加剂 对混凝土的坍损有着不同的影响。在拌制混凝土时，加入外加 剂的时间选择也影响混凝土坍落度损失的大小。加入减水剂 后，混凝土坍落度值对单位用水量的敏感性增强，加上大幅度 减水使水灰比有较大的降低，同样蒸发量会使坍落度降低比基 准混凝土大。

1.5 环境影响

引起混凝土坍落度损失的环境因素，主要有时间、温度、湿 度和风速。对于给定组成材料性质和配合比例的混凝土拌合 物，其工作性能的变化，主要受水泥的水化速率和水分的蒸发 速率所支配 。 水泥的水化，一方面消耗了水分；另一方面，产生 的水化产物起到了胶粘作用，进一步阻碍了颗粒间的滑动。而 水分的挥发将直接减少单位混凝土中水的含量 。 同样，风速和 湿度因素会影响拌合物水分的蒸发速率，进而影响坍落度 。 在 不同环境条件下，要保证拌合物具有一定的工作性，必须采取 相应的改善工作性的措施。在较短的时间内，搅拌得越完全越 彻底，混凝土拌合物的和易性越好 。适当延长搅拌时间，也可以 获得较好的和易性，但如果搅拌时间过长，由于部分水泥水化 将使其流动性降低 。 温度升高也会使混凝土坍落度损失加大， 这是水化速度加快的结果。因此，夏天施工的混凝土特别需要 控制坍落度的损失。天气干燥，水分容易蒸发，也促使坍落度损 失 。 搅拌过程中气泡的外溢也会引起坍落度损失 。

2 控制混凝土坍落度损失的措施

通过以上分析，混凝土坍落度损失过大是由多种因素造成 的，因此需要根据不同的情况提出不同的解决方法，目前主要 有以下方法。 ①优先选用硅酸盐、普通硅酸盐以及其他水化热较低的水 泥 。严格控制水泥的细度、C 3 A 含量，以及水泥进入搅拌机前的 温度，水泥入机温度不得大于 40℃，新出厂的水泥需要静置几 天，以降低水泥对混凝土出机温度的影响 。 ②严格控制集料的级配，集料堆场应搭设遮阳棚，避免阳 光直射，必要时在混凝土搅拌前对集料喷洒冷水降温 。 ③拌合用水宜采用深井冷水，水温不应超过 20℃。拌和站 水管及水箱应加设遮阳和隔热设施，且应避免拌和用水在水箱 中长期存放 。在进行大体积混凝土施工过程时，若环境温度较 高，可采用添加冰块的方法降低拌和用水的温度。 ④选择高分子量复合性缓凝减水剂，并与适量的保水组分 配合使用，在不增加用水量的同时增加了混凝土中的游离水的 含量，可缓解坍落度损失 。 有机缓凝剂使水泥中的 C 3 A 水化减 慢，选择性地与 Al 2 O 3 表面吸附的减水剂进行交换，被交换下来 的减水剂显着提高了溶液中减水剂的浓度，为 C 3 A、C 2 S 吸附提 供了充足的减水剂，有效地抑制了坍落度损失 。 ⑤ 混凝土的温度越高，水泥水化速度越快，水泥颗粒维持 一定的动电电位时间越短，混凝土中游离水变为结合水的比例 就越大。所以，新拌混凝土的温度越高，坍损越快；温度越低，坍 损越慢。一般来讲，温度每上升 10℃，坍落度损失增大 10％ ~40％。因此，可采取降低各种原材料的温度，以达到抑制坍损 的目的。

3 结 语

影响混凝土坍落度损失的因素较多，合理选用水泥 、集料、 外加剂和掺合料能有效控制坍落度的损失 。混凝土坍落度损失 是现代商品混凝土所面临的一个非常重要而又实际的问题，应 在实际工作中不断结合生产及材料的具体情况，总结经验并选 择合适的解决措施 。