商品混凝土工作性能控制

周宇

摘 要：商品混凝土一般為流態(tài)且可泵送的混凝土。混凝土的流變性能一般以工作度來綜合評判，工作度是混凝土拌和物的粘性，流動(dòng)性和穩(wěn)定性的綜合表現(xiàn)。在現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室中常以坍落度和擴(kuò)展度的大小表示，并考察是否離析或泌水等。本文著重探討影響混凝土工作度和坍落度經(jīng)時(shí)損失的各種因素及控制方法。

關(guān)鍵詞：商品混凝土；工作度；控制

1 商品混凝土的配制及常見問題

攪拌站作為商品混凝土的生產(chǎn)者，一般要求所生產(chǎn)的混凝土坍落度大，工作性能和泵送性能良好，而且混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失小，同時(shí)具備良好的初期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度。以期達(dá)到改善混凝土的施工性能和質(zhì)量、加快施工速度、節(jié)省能耗、經(jīng)濟(jì)等的使用目的。

1.1 商品混凝土的配制技術(shù)

商品混凝土的配制技術(shù)關(guān)鍵是在用水量基本不變的情況下，摻加混凝土外加劑等使新拌混凝土獲得大的流動(dòng)性，以滿足施工工藝的要求。

1.1.1 原材料的選用

根據(jù)所配制混凝土的要求選擇合適的水泥、砂、石等原材料。其中水泥宜選用SO3和C3A配合合理、含堿量低的水泥。石子的粒徑和種類根據(jù)配制混凝土的強(qiáng)度等級、泵管尺寸等選用。砂子的選用對商品混凝土的工作性能影響較大，當(dāng)配制混凝土強(qiáng)度等級較低，石子級配或粒型不理想時(shí)宜適當(dāng)調(diào)高砂率，增大砂子用量，防止離析和泌水，改善混凝土的粘聚性，保持良好的泵送性能。

適宜的摻合料，在配制高強(qiáng)混凝土和低強(qiáng)混凝土?xí)r尤為有效?？纱蟠蟾纳苹炷恋墓ぷ餍阅埽冶容^經(jīng)濟(jì)。

1.1.2 配合比設(shè)計(jì)及調(diào)整

適宜的配合比是商品混凝土獲得良好性能和經(jīng)濟(jì)性的重要手段。根據(jù)強(qiáng)度和施工要求、原材料情況，選用適當(dāng)?shù)乃嗥贩N和用量、砂率、用水量以及合適的外加劑和摻合料，經(jīng)試拌后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，可獲得工作性能優(yōu)良、強(qiáng)度及耐久性良好的混凝土。

1.1.3 外加劑的選用原則

外加劑作為混凝土的第5種組分，已是商品混凝土中不可缺少的一部分。選用商品混凝土外加劑以其減水率、保水性和保塑性為主要指標(biāo)。在不增加用水量的前提下，使商品混凝土具有大坍落度、不離析、不泌水，坍落度經(jīng)時(shí)損失小等性能的外加劑是優(yōu)選產(chǎn)品。

1.2 商品混凝土常見問題

商品混凝土生產(chǎn)及施工中常遇到的問題主要有：

（1）離析、泌水，工作性不好。

（2）異常凝結(jié)，水泥與外加劑適應(yīng)性不良。

（3）混凝土坍落度損失大，不能滿足攪拌站及泵送需要。

（4）泵壓過高或堵塞泵管。

（5）早期強(qiáng)度過低或后期強(qiáng)度不足。

這些問題無疑是混凝土工作性能不良和選材問題的綜合表現(xiàn)，尤其是坍落度損失問題更為常見。解決這些問題，除了控制好原材料質(zhì)量、調(diào)整好配合比外，外加劑和摻合料是主要原因。

2 工作度、坍落度經(jīng)時(shí)變化及其影響因素

目前，反映流態(tài)混凝土工作性能的具體指標(biāo)大多以坍落度大小來表示，現(xiàn)實(shí)工作中，除了考察坍落度大小外，還應(yīng)考察混凝土的擴(kuò)展度，即混凝土的流動(dòng)性能，這樣才能更好、更全面地反映混凝土的流變性能。在生產(chǎn)及實(shí)驗(yàn)室測試時(shí)，工作度應(yīng)包含坍落度和擴(kuò)展度兩個(gè)主要指標(biāo)。

影響混凝土工作度和坍落度經(jīng)時(shí)變化的主要因素有以下幾個(gè)方面：

（1）原材料

（2）混凝土的配合比

（3）溫度

（4）外加劑的摻量和摻入時(shí)間

（5）攪拌工藝制度

（6）摻合料等其它方面

2.1 不同水泥品種和用量的影響

不同水泥品種因其礦物成分含量不同，對混凝土工作度和坍落度經(jīng)時(shí)變化的影響也不同。 C3A含量在10%左右的水泥比C3A含量5%左右的水泥，其坍落度損失率高30%，擴(kuò)展度損失也大很多。

單方混凝土水泥用量不同時(shí)，混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)變化規(guī)律基本一致。但水泥用量越大，坍落度損失越快。

2.1.2 外加劑摻入時(shí)間和摻量的影響

摻高效減水劑可以使基準(zhǔn)混凝土的坍落度從6～8cm，提高到18～24cm，但損失較快。減水劑摻入量大時(shí)，坍落度損失相對較小。無論減水劑先摻或后摻，坍落度經(jīng)時(shí)損失都較快，必須在澆灌混凝土前摻入減水劑才能體現(xiàn)出后摻法的效果。實(shí)際上，這種方法是避開了經(jīng)時(shí)損失。

2.1.3 溫度的影響

拌合物的溫度越高，混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失越快。在低溫時(shí)（例如5℃）混凝土坍落度損失很小。

2.1.4 摻合料的影響

混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失與摻合料有關(guān)，摻入一定量的摻合料可大大降低坍落度的經(jīng)時(shí)損失。試驗(yàn)表明，在相同條件下，用Ⅱ級粉煤灰取代10%～15%的水泥，混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失可減少30%～50%。

2.1.5 運(yùn)輸過程中的動(dòng)態(tài)影響

動(dòng)態(tài)運(yùn)輸過程對混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失有利，經(jīng)與實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，動(dòng)態(tài)狀況下，坍落度經(jīng)時(shí)損失約小10%～15%。

3 混凝土坍落度損失機(jī)理及控制方法

3.1 坍落度損失機(jī)理

對于混凝土坍落度損失機(jī)理，目前尚無明確的統(tǒng)一解釋。日本的服部健一等做過大量研究，認(rèn)為主要是水泥顆粒物理凝聚的原因。另外一些學(xué)者則認(rèn)為減水劑對水泥水化反應(yīng)的影響是坍落度損失的主要原因。

在實(shí)際的工作中，通過試拌以控制工作性能，并積累了豐富的實(shí)踐數(shù)據(jù)。