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为什么混凝土坍落度损失这么快？
添加时间：2024-11-25 | 文章来源：盛天机械
随着混凝土工艺和性能的发展，高性能混凝土、自密实混凝土等相继得到广泛应用。这些混凝土施工不再单纯考虑混凝土的强度，还要考虑混凝土的耐久性和施工性。混凝土在拌合站开始搅拌至运到现场进行浇筑，中间需要运输、停放的时间，这期间会使混凝土的和易性变差，混凝土的这种现象又称为坍落度经时损失。混凝土的坍落度损失直接影响了混凝土的施工性，给施工带来困难，可能造成施工事故，而且影响硬化混凝土的质量。因此，分析引起混凝土坍落度过快的原因，对于预防混凝土坍落度损失具有指导意义，从而提高混凝土的施工性。影响混凝土坍落度损失的因素十分复杂，如水泥水化放热及矿物组成、外加剂及掺加方式、环境条件、混凝土搅拌及运输方式、施工配合比、水泥用量和矿物掺合料用量等。本论文主要从以下几个方面探讨引起混凝土坍落度损失的原因。▌1. 混凝土坍落度损失影响因素-水泥水泥熟料的矿物组成和其矿物形态，直接影响到水泥水化硬化的进程以及对外加剂的吸附，因此对混凝土的施工性能有很大的影响。水泥水化消耗自由水，并产生水化产物，使新拌混凝土的黏度增大是导致坍落度损失的主要原因。水泥熟料四大矿物为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。其中铝酸三钙水化最快，如果没有合适的调凝组分，铝酸三钙很快水化生成片状的水化铝酸四钙，这些水化产物相互搭接，致使新拌混凝土很快丧失流动性。硅酸三钙水化反应也很快，并且由于硅酸三钙是水泥熟料中含量高的矿物，其水化程度直接影响浆体的凝结硬化。因此，熟料中铝酸三钙和硅酸三钙含量的水泥，特别是铝酸三钙含量高的水泥，初期水化快，易造成混凝土坍落度损失。水泥组分中的石膏也会对混凝土的坍落度产生很大影响。在水泥粉磨过程中，由于熟料温度很高，会使水泥所用的二水石膏发生脱水形成半水石膏、无水石膏，使硫酸盐的活性增加。因二水石膏的溶解度和溶解速率小于半水石膏，但大于无水石膏，故石膏能调节水泥硬化凝结时间。掺入一定量石膏后，会使水泥水化速度变慢，但掺入石膏量不足或过多时，反而会使水泥的水化速度增快，导致浆体丧失流动性。石膏存在时，C3A与石膏反应生成钙矾石。如石膏的活性与C3A匹配，则生成凝胶状钙矾石，覆盖在C3A表面，抑制其水化，这时混凝土工作性良好。如果石膏活性不足，则生成针棒状钙矾石及水化铝酸钙，造成水泥浆体流动性丧失。如果石膏含量过大，则会生成条状次生石膏导致流动性丧失。水泥生产厂家为了提高水泥的标号，最简单的方法就是添加适量的助磨剂以提高水泥的比表面积，改变水泥颗粒级配，使水泥颗粒堆积体重空隙率增大，需水量增大，导致水泥水化反应加快，坍落度损失增大，施工性不好。水泥熟料在生产过程中由原材料带入少量的碱，部分碱固熔到熟料矿物中，部分以可溶性碱的形式存在。可溶性碱对水泥的水化有促进作用，对混凝土的施工性和强度都产生影响。有专家研究过碱与混凝土外加剂适应性问题，研究指出：可溶性碱加快了水泥的水化反应，从而导致了水泥的需水量增加，坍落度减小，坍落度损失增大。▌2. 混凝土坍落度损失影响因素-外加剂现如今，外加剂和水泥的种类繁多，不同的外加剂与不同种类的水泥之间的相容性也有很大的区别。水泥与外加剂的相容性与其对外加剂的吸附量有关。外加剂主要被吸附到水化产物表面。凡是水化快和产生的水化产物比表面积大的水泥，吸附的外加剂就越多，与外加剂的相容性就越差。水泥熟料的矿物组成中，水化最快的是C3A，其水化产物比表面积较大，因此对外加剂吸附较大。水泥中几种矿物对外加剂的吸附能力为：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S在水泥开始搅拌后，外加剂随之被吸附到水泥颗粒表面，首先吸附减水剂并迅速起水化反应的是C3A、C4AF，而在水泥矿物组成中占绝大部分的C3S和C2S开始吸附并水化反应时液相中外加剂的浓度已经变得很低，且水泥颗粒表面的电位值减小，故混凝土的和易性变差，坍落度变小。▌3. 混凝土坍落度损失影响因素-矿物掺合料为了提高混凝土的性能和降低混凝土的成本，在混凝土配制过程中，往往将矿物掺合料掺加到混凝土中。矿物掺合料改善了水泥的颗粒级配，从而减少了需水量，有利于改善混凝土的流动性。同时，矿物掺合料的反应为潜在的水化反应和火山灰效应，其降低了水化初期水泥对水的消耗，也有利于改善混凝土的流动性。但是，当粉煤灰的含碳量超过5%时，由于碳对水和外加剂的吸附，导致混凝土坍落度降低，也增加了混凝土坍落度损失。▌4. 混凝土坍落度损失影响因素-骨料普通混凝土中，骨料的体积占到60%以上。骨料是混凝土中承受荷载、抵抗侵蚀和增强混凝土体积稳定性重要的组成材料，因此，骨料的性能对混凝土拌合物的性能有直接影响。若拌制混凝土时采用的骨料比较干，且骨料的吸水率较大，就会吸取混凝土中大量的水分，使自由水减少，导致混凝土拌合物的坍落度变小，即坍落度损失增大。若骨料的级配不好，则会造成拌合物的和易性差，易产生泌水离析等问题；若骨料过细，则比表面积增大，会加大对水分的吸收，所以在相同用水量的情况下，混凝土的坍落度变小。▌5. 混凝土坍落度损失影响因素-含气量新拌混凝土是由“液-固-气”三相组成的体系。其中空气体积约占1%～3%，以球形微细气泡形式存在，并吸附于固体颗粒表面，能够起到“滚珠”或“轴承”的作用，使骨料之间的摩擦力减小，增大混凝土的流动性。如果这些气泡在混凝土中不稳定，将不断地从混凝土中逸出，使混凝土的流动性减小，混凝土坍落度损失增大。▌6. 混凝土坍落度损失影响因素-施工环境施工环境中的温度和湿度是影响混凝土坍落度损失的两个主要因素。环境中温度过高，水泥的水化速度变快，水泥浆体的稠度增大，混凝土坍落度损失增大。环境相对湿度越小，水分蒸发越快，浆体流动性越小，混凝土坍落度损失加大。— 总结—混凝土坍落度损失过快是混凝土施工中的一种常见现象，直接影响到混凝土浇筑的操作性和施工进程，导致混凝土坍落度损失过快的因素种类繁多，正确分析影响混凝土坍落度损失过快的因素对提高混凝土施工效率，提高混凝土耐久性具有重要意义。