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，流動性和穩(wěn)定性的綜合表現(xiàn)。在現(xiàn)場和實驗室中常以坍落度和擴展度的大小表示，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)時損失的各種因素及控制方法。

關鍵詞：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)時損失小，同時具備良好的初期強度和后期強度。以期達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)濟等的使用目的。

1.1 商品混凝土的配制技術

商品混凝土的配制技術關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，當配制混凝土強度等級較低，石子級配或粒型不理想時宜適當調(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，在配制高強混凝土和低強混凝土時尤為有效。可大大改善混凝土的工作性能，而且比較經(jīng)濟。

1.1.2 配合比設計及調(diào)整

適宜的配合比是商品混凝土獲得良好性能和經(jīng)濟性的重要手段。根據(jù)強度和施工要求、原材料情況，選用適當?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)試拌后進行相應的調(diào)整，可獲得工作性能優(yōu)良、強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。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，水泥與外加劑適應性不良。

（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）早期強度過低或后期強度不足。

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大多以坍落度大小來表示，現(xiàn)實工作中，除了考察坍落度大小外，還應考察混凝土的擴展度，即混凝土的流動性能，這樣才能更好、更全面地反映混凝土的流變性能。在生產(chǎn)及實驗室測試時，工作度應包含坍落度和擴展度兩個主要指標。

影響混凝土工作度和坍落度經(jīng)時變化的主要因素有以下幾個方面：

（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%，擴展度損失也大很多。

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

2.1.2 外加劑摻入時間和摻量的影響

摻高效減水劑可以使基準混凝土的坍落度從6～8cm，提高到18～24cm，但損失較快。減水劑摻入量大時，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。實際上，這種方法是避開了經(jīng)時損失。

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)時損失越快。在低溫時（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)時損失與摻合料有關，摻入一定量的摻合料可大大降低坍落度的經(jīng)時損失。試驗表明，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)時損失可減少30%～50%。

2.1.5 運輸過程中的動態(tài)影響

動態(tài)運輸過程對混凝土的坍落度經(jīng)時損失有利，經(jīng)與實驗室靜態(tài)混凝土坍落度經(jīng)時損失試驗數(shù)據(jù)對比，動態(tài)狀況下，坍落度經(jīng)時損失約小10%～15%。

3 混凝土坍落度損失機理及控制方法

3.1 坍落度損失機理

對于混凝土坍落度損失機理，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，認為主要是水泥顆粒物理凝聚的原因。另外一些學者則認為減水劑對水泥水化反應的影響是坍落度損失的主要原因。

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