改善混凝土坍落度损失的方法

浅谈混凝土坍落度损失的原因混凝土坍落度损失是一个普遍存在的问题，为确保混凝土施工的顺利进行，我们要 尽量使混凝土坍落度的损失变慢。影响混凝土坍落度损失的原因是多方面的：首先，水 泥中所含矿物成分的种类、不同矿物成分的含量以及水泥的细度对混凝土坍落度的损失 有较大的影响，二是各种外加剂的使用也会对坍落度损失造成不同的影响；三，不同的 环境条件如温度、湿度以及运输时间等；四是混凝土本身的水灰比大小以及各种掺合料 的品种及级配。一、水泥的影响1.1、水泥的细度大小及颗粒级配的影响在水泥水化过程中，3pm30pm的熟料颗粒主要起强度增长作用，而大于60pm的颗 粒则对强度不起作用，小于10pm的颗粒主要起早强作用，3pm以下的颗粒只起早强作用。 由于小于10pm的颗粒需水量大，所以要让混凝土流动性良好，10pm以下颗粒应少于10%。 颗粒越细，细颗粒越多，需水量越大，早期强度越高，但这会加剧坍损。水泥熟料磨细过程 中设法使熟料颗粒形成合理的、大小不同的颗粒级配，颗粒间相互填充，形成最低孔隙率从 而优化水泥石结构性能。水泥中粗细颗粒级配恰当，则可得到良好的流变性能。用这种水泥 配制的混凝土流动性好、需水量低、坍落度损失小。1.2、水泥中的矿物成分的种类及其含量的影响水泥中的主要矿物成分是c3a, c4af, c3s, c2s。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间的界面自由 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 c3ac4afc3sc2s。若水泥中c3a, c4af含量较大，则大量减水剂被其吸附，占水泥成 分较多的c3s, C2S就显得吸附量不足，动电电位明显下降，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c3a, c4af含量较高的混凝土坍落度 损失较大，反之较小。因此，如果要生产大流动度的高强混凝土，而且要求坍落度损失较小， 宜优先选用c3a, c4af含量较低的水泥。二、各种减水剂的使用及其影响1、减水剂的反应机理减水剂是在不影响混凝土工作性的条件下，能使单位用水量减少；或在不改变单位用水 量的条件下，可改善混凝土的工作性；或同时具有以上两种效果，又不显著改变含气量的外 加剂。目前，所使用的混凝土减水剂都是表面活性剂，属于阴离子表面活性剂。水泥与水 搅拌后，产生水化反应，出现一些絮凝状结构，它包裹着很多拌和水，从而降低了新拌混凝 土的和易性（又称工作性，主要是指新鲜混凝土在施工中，即在搅拌、运输、浇灌等过程中 能保持均匀、密实而不发生分层离析现象的性能）。施工中为了保持所需的和易性，就必须 相应增加拌和水量，由于水量的增加会使水泥石结构中形成过多的孔隙，从而严重影响硬化 混凝土的物理力学性能，若能将这些包裹的水分释放出来，混凝土的用水量就可大大减少。 在制备混凝土的过程中，掺入适量减水剂，就能很好地起到这样的作用。混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指 向水溶液，构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附，使水泥胶粒表面带 有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥一水体系处于相对稳定的悬浮 状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释 放出来，达到减水的目的。减水剂加入后，不仅可以使新拌混凝土的和易性改善，而且由于 混凝土中水灰比有较大幅度的下降，使水泥石内部孔隙体积明显减少，水泥石更为致密，混 凝土的抗压强度显著提高。减水剂的加入，还对水泥的水化速度、凝结时间都有影响。这些 性质在实用中都是很重要的。2、通过外加剂对混凝土坍损的调节适当加大混凝土外加剂的减水率，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。由于水泥中各组份对减水剂吸附性 的有很大的差别，配制混凝土时可以在砂、石、水泥、水、拌合之后才掺入减水剂，这样就 可以对混凝土坍落度损失有着明显的效果。主要是因为水泥遇水后，在有石膏的环境中水泥 中的c3a, c4af能迅速生成钙矶石，c3a, c4af在体系中明显减少，这时再加人减水剂， 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, C2S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。减少混凝土坍落度损失也可通过掺入缓凝剂的方法进行，缓凝剂有表面活性，它们在固 一液界面产生吸附，改变固体粒子表面性质，即亲水化。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。同 时缓凝剂对水泥中的Al3O2有一定吸附作用，选择性地与Al3O2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c3s, C2S吸附提供了充足的减水 剂，有效地抑制了坍落度损失。减水剂有表面活性作用，吸附在水泥表面，抑制水泥颗粒凝 聚，对控制混凝土的坍落度损失有一定效果。三、不同环境条件对混凝土坍落度损失的影响1、温度的影响混凝土的温度越高，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10C，坍落度损失增大10%40%。因此，在炎热的夏 天，在拌制混凝土之前，适当降低砂、石及拌和水的温度可有效降低混凝土的温度，抑制坍 损。同时，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。2、远距离砼运输的控制混凝土运输距离过远或时差较大时，可以在不影响强度的条件下，适当的增大水灰比， 使其在到达目的地时砼的和易性仍然保持较好的状态。同时，由于夏季运输时罐车内的温度 明显咼于常温，最咼甚至可达5060C，所以在运输的同时可以定时在罐车上喷水或蒙上 一层湿棉被，尽量减小罐内温度，控制坍损混凝土运到工地后，90min内要求用完，时间越 长，坍落度损失越大，将影响混凝土质量。因此现场在使用前必须做好施工准备工作。混凝 土搅拌车到达工地后，严禁往罐车内加水。若到达后时间不长，混凝土坍落度小不符合施工 要求，可由搅拌站试验室人员添加适量减水剂进行调整，搅拌均匀后可以继续使用。若到达 工地后混凝土坍落度过大超出坍落度要求，施工现场有权要求退回本车混凝土，双方对坍落 度有争议时以现场实测的坍落度值为准。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损大的问题。同时，减水剂品种、掺入次序、环境温度、湿度、掺和料的种类、掺加比例等也是影响混凝土坍落度损失的重要因素。