预拌混凝土坍落度的损失原因及解决措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

一引言水泥混凝土材料是当今世界上使用量最大、使用范围最广的建筑材料之一，已普遍应用与各类土木工程及水利工程建设中。随着建设工程技术的不断提高，现代混凝土工艺要求流态混凝土和高性能混凝土具有良好的性能，以满足集中搅拌、远距离运输、泵送、不振捣、自流平、自密实等过程的要求。在混凝土使用的过程中，坍落度损失过大的问题严重影响了施工进度及工程质量。特别是泵送预拌混凝土，在高温炎热天气下，此问题更加突出。施工过程中由于天气炎热，混凝土水分蒸发过快导致坍落度损失的过快。严重的影响了施工进度。因此，有必要对混凝土坍落度损失原理作出分析并提出可行的措施。

二混凝土坍落度损失的原因

影响混凝土坍落度损失的原因是多方面的，且这些因素相互关联。主要有以下原因

1、 高效减水剂的化学成分、分子量、交联式、磺化程度、平衡离子浓度及缓凝剂的种类、用量等

2、 环境条件，如温度、湿度、运输时间等；

3、 混凝土的水灰比大小、减水剂掺入时间次序、掺和料的品种及掺加比例。

2.1高效减水剂的化学成分、分子量、交联式、磺化程度、平衡离子浓度及缓凝剂的种类、用量等【3】

2.1.1外加剂对混凝土坍落度的影响

在拌混凝土时，加入很少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥浆用量的条件下，获得很好的和易性，增大流动性，改善粘聚性，降低泌水性。并且由于改变了混凝土的结构，还能提高混凝土的耐久性。不同的外加剂（主要是表面活性剂的减水剂）品种，坍落度损失也不同，其顺序如下：

传统高效减水剂>普通减水剂>引气减水剂>缓凝减水剂>新型高效减水剂

速凝减水剂>早强减水剂>缓凝减水剂

这主要是因为减水剂的作用机理不一样。高效减水剂减水率较高，又有早强作用，其作用机理除了分散吸附外，还有吸附双电层的电性斥力作用，它又较高的减水率，能在水化早期促进水化反应进行，而普通减水剂的坍落度经时损失就小于高效减水剂，缓凝减水剂由于减缓了水化初期的反应速度，因此坍落度经时损失更小一些。

对高效减水剂的掺加方法的研究表明，减水剂后掺法与同掺法相比，混凝土坍落度经时损失小。当使高效减水剂与水同时掺入水泥时，水泥中的CaSO4溶出以前，C3A及C4AF吸附高效减水剂量多，溶液中高效减水剂的含量减少较多，在高效减水剂掺量相同的条件下，采用后掺法，可让水泥颗粒表面先形成一层水膜，表面能下降，C3A、C4AF对减水剂的吸附能力必然大大下降，溶液中的高效减水剂较多，因而可供C3S等塑化使用的高效减水剂便相对较多，混凝土坍落度经时损失便小。

2.2水灰比对混凝土坍落度的影响

水灰比是指水泥混凝土中水的用量与水泥用量之比。在单位混凝土拌合物中，集浆比确定后，即水泥浆的用量为一固定数值时，水灰比决定水泥浆的稠度。水灰比较小，则水泥浆较稠，混凝土拌合物的流动性亦较小，当水灰比小于某一极限值时，在一定施工方法下就不能保证密实成型；反之，水灰比较大，水泥浆较稀，混凝土拌合物的流动性虽然较大，但粘聚性和保水性却随之变差。当水灰比大于某一极限值时，将产生严重的离析、泌水现象。由于水灰比的变化将直接影响到水泥混凝土的强度，因此在实际工程中，为增加拌合物的流动性而增加用水量时，必需保证水灰比不变，同时增加水泥用量，否则将显著降低混凝土的质量，决不能以单纯改变用水量的办法来调整混凝土拌合物的流动性。

2.3 影响混凝土坍落度的环境条件及现场施工过程中存在的问题

2.3.1影响混凝土坍落度损失的环境条件

引起混凝土拌合物工作性降低的环境因素，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。风速和湿度因素会影响拌合物水分的蒸发速率，因而影响坍落度。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。

2.3.2混凝土运输机械的影响

混凝土搅拌运输车运输距离和时间越长，混凝土熟料由于发生化学反应、水份蒸发、骨料吸水等多方面原因，自由水份减少，造成混凝土坍落度经时损失，混凝土皮带运输机、串筒还会造成砂浆损失，这也是造成混凝土坍落度损失的重要原因。

2.3.3混凝土浇筑速度的影响

混凝土浇筑过程中，混凝土熟料到达仓面内的时间越长，会因为发生化学反应、水份蒸发、骨料吸水等多方面原因使混凝土熟料中的自由水份迅速减少造成坍落度损失，特别是混凝土暴露在皮带运输机上时，表面与外界环境接触面积较大，水份蒸发迅速，对混凝土坍落度损失的影响最大。根据实际测定当气温在25℃左右时混凝土熟料现场坍落度在半小时内损失可达4cm。

2.3.4混凝土浇筑时间的影响

混凝土浇筑时间不同，也是造成混凝土坍落度损失的一个重要原因。早上和晚上影响较小，中午和下午影响较大，早上和晚上气温低，水份蒸发慢，中午和下午气温高水份蒸发快，水份损失越快混凝土坍落度损失越大，混凝土的流动性、粘聚性等越差，质量越难保证。

三抑制混凝土坍落度损失的措施

通过以上分析，混凝土坍落度的损失是由多种原因造成的，因此需要根据不同的情况提出不同的解决方法。

3.1减水剂后掺法

即在砂、石、水泥、水拌合之后再掺减水剂。这种方法对抑制坍落度损失有明显效果。主要是因为水泥遇水后，在有石膏的环境中水泥中的C3A，C4AF能迅速生成钙矾石，C3A、C4AF在体系中明显减少，这时再加入减水剂，被C3A、C4AF吸附消耗的减水剂量显著减少，大量的减水剂能比较充分地被C3s、C3S吸附，水泥颗粒的动电电位明显提高，并在一定时间内保持相对稳定，直接表现为混凝土的和易性好，坍落度损失较小，这种方法简单便于应用。但此方法作用有一定限度，使用土有一定局限性。

3.2掺缓凝剂法 【4】

缓凝剂对水泥缓凝的作用理论有吸附理论、生成络盐理论、沉淀理论和控制氢氧化物结晶生长理论。多数有机缓凝剂有表面活性，它们在固―液界面产生吸附，改变固体粒子表面性质，即亲水性。由于吸附作用，它们的分子中羟基在水泥粒子表面阻碍水泥水化过程，使晶体相互接触受到屏蔽，改变了结构形成过程。缓凝作用机理的另一种观点认为，缓凝剂吸附在Ca(OH)2：土，抑制了其继续生长，在达到一定过饱和度之前，Ca(OH)2：的生长将停止。这个理论重点放在缓凝剂在Ca(OH)2土的吸附，而不是在水化产物土吸附。但是研究表明仅仅抑制或改变Ca(OH)2的生长和状态不足以引起缓凝，而更重要的是缓凝剂在水化的C3S土的吸附。有机缓凝剂使水泥中的C3A水化减慢，选择性地与Al2O3表面吸附的减水剂进行交换，被交换下来的减水剂显著提高了溶液中减水剂的浓度，为C3A，C2S吸附提供了充足的减水剂，有效地抑制了坍落度损失。

3.3调整混凝土外加剂

使用高分子量的减水剂，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。但此方法易造成混凝土成本增加。通过物理方法把减水剂制造成不同粒径、不同溶解速率的颗粒状物，掺到新拌混凝土中，使其在水泥水化体系中形成不同的水化梯度，随时补充由于C3A，C4AF消耗的减水剂，使体系中的减水剂始终维持在临界胶束状态，使坍落度不损失或损失很小。也可在减水剂外表做一层能在碱性溶液中缓慢溶解、溶解速率不同的外壳，从而控制减水剂在水泥浆体中的浓度，达到抑制坍损的目的。

3.4降低出机混凝土温度

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％。因此应采取降低各种原材料的温度达到抑制坍落度损失。

四结语

影响混凝土坍落度损失的因素较多，根本原因是水泥中的不同矿物成分对减水剂吸附性大小不同。C3A，C4AF含量高的水泥易出现坍落度损失大的问题。后掺法、掺缓凝剂法、降低混凝土温度等方法对控制混凝土坍落度损失的有效措施。混凝土坍落度损失是商品混凝土所面临的一个非常重要而又实际的问题，我们应该在实际工作中不断结合生产及原材料砂石的具体情况，施工现场的实际情况，总结经验并选择合适的解决措施。

参考文献

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