混凝土拌合物工作性能在泵送過程中變化的原因分析及解決方案

高嵐，顧芹

（1. 南通市建設工程質量監督站，江蘇 南通 226001；2. 南通漢騰建筑科技有限公司，江蘇 南通 226361）

0 引言

隨著我國經濟的高速發展，國內對預拌混凝土的需求量越來越大，混凝土的技術發展越來越快，如高強混凝土、超長距離泵送技術、大型混凝土結構防裂縫技術。但隨著綠色環保力度的加大，天然砂、石的限制開采，使得混凝土原材料品質大不如以前。過去砂、石等原材料相對穩定，而現在資源缺乏，大部分混凝土公司采用機制砂、特細砂、淡化砂替代過去的天然砂，因為機制砂的來源不穩定，以及生產工藝不穩定，特別是生產企業為了提高清洗效率，節省水的用量，添加了絮凝劑，絮凝劑的添加對混凝土拌合物的性能產生直接的影響。同時由于環保力度的加大，粉煤灰、礦粉、水泥膠凝材料的品質也發生了較大的變化，混凝土的原材料發生了這么多的變化，混凝土技術人員要綜合這么多的變化因素，配制出性能穩定質量合格的混凝土。

1 泵送后混凝土坍落度變小

預拌混凝土在泵送過程中，拌合物的坍落度入泵前和泵出來后明顯變小，有時甚至發生堵泵，失去施工性能，勉強澆筑的混凝土拆模后發現蜂窩麻面，嚴重影響工程質量，有時候無法修補，還得拆除，造成了大量的人力物力的浪費。這樣的質量事故產生的原因主要如下：

1.1 水泥的影響

（1）預拌混凝土公司一般都會使用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。水泥由多種熟料礦物組成，硅酸鹽水泥的生產工藝可以概括為三個階段，簡稱為“兩磨一燒”，即生料粉磨、熟料煅燒、水泥粉磨。根據水泥廠的生產工藝要求，將石灰質原料、黏土質原料和校正原料按設計好的比例進行配料，經生料磨磨細成生料，然后進行煅燒，煅燒成熟料，熟料再摻入一定比例的石膏、混合材在水泥磨中磨成一定細度的粉狀物即為硅酸鹽水泥。每一個水泥廠都會根據自己廠的原材料，設計出不同的水泥生產配方，生產出來的水泥熟料再加入各種摻合料，所以不同廠家的水泥品質是不一樣的。水泥的礦物成分對外加劑吸附性大小為：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S。因不同廠家的水泥和外加劑的適應性不一樣，如果混凝土生產過程中，因水泥批次的變化，或水泥品牌的改變，生產用水泥對外加劑的適應性突然變差，說明該混凝土配比中的外加劑用量不足，混凝土坍落度損失就大，就會產生混凝土拌合物入泵時拌合物的和易性良好，經過泵送，出泵后和易性變差的現象，提高一定量的外加劑摻量或者換用保坍效果更好的外加劑就能改善出泵時的施工性能。

（2）水泥的溫度對混凝土拌合物的影響。混凝土生產過程中，有時因水泥供應緊張，會加入水泥供應商突然發來的一車溫度特別高的水泥（有時超過60℃）。這時攪拌樓操作工、試驗員發現出機坍落度變小，往往會提高用水量，雖然出場坍落度能滿足要求，但到現場后坍落度可能已經偏小，經過泵送過程的擠壓摩擦，坍落度損失更加嚴重，拌合物泵送至結構物施工處時流動性很差，失去原有的施工性能，嚴重時會發生堵泵事故。這種情況下，要更換水泥倉繼續生產，盡量不要使用熱水泥直接生產。如果沒其他冷水泥而必須用熱水泥生產時：方案一、換用外加劑，換成保坍劑成分多一點的外加劑，這種外加劑配制的混凝土拌合物經過泵送擠壓后，保坍劑緩釋出更好的減水效果，抵消了熱水泥的坍損的負面影響；方案二、適量提高外加劑摻量，提高混凝土拌合物出廠坍落度，增加拌合物的保坍性能，使得拌合物經泵擠壓后至結構施工處坍落度仍然達到施工要求。

1.2 混凝土外加劑的影響

混凝土外加劑是指混凝土在攪拌之前或拌制過程中加入的用以改善混凝土拌合物工作性能和硬化混凝土性能的材料。隨著科學技術的發展，人們對混凝土的各方面要求越來越高，使用混凝土外加劑是提高和改善調節混凝土各項性能、滿足工程耐久性要求的最佳、最有效方便可行的途徑之一。

外加劑的品種繁多，預拌混凝土公司的外加劑主要是泵送劑，泵送劑由減水、保坍、增塑、緩凝等成分組成，不同廠家的泵送劑，其成分和性能效果各不相同。

混凝土在正常的泵送過程中，如果突然發現混凝土拌合物入泵時坍落度正常，但是拌合物經泵送后，從出泵口處發現坍落度損失較大，失去原有的拌合物施工狀態。分析原因如下：（1）外加劑供應商為降低成本，減少了母液摻量，或者減少了緩凝保坍劑成分，使用這種外加劑的后果就是混凝土入泵前后狀態變差。（2）外加劑進庫時，若管理不善，將不同廠家的外加劑混合進庫，它們的有效組成可能相克，使得外加劑的性能不同程度地降低，且這種外加劑拌制出的混凝土保坍性較差，經過泵送擠壓，這一矛盾更加明顯，入泵前后坍落度損失較大。（3）試驗員在輸入混凝土配合比時，外加劑選用錯誤，車載固定泵和汽車泵由于泵管的長度不同，泵損是不一樣的。如果試驗員在輸入電腦配比時，把固定泵的配比輸成汽車泵的，那么坍落度損失率就不同了，容易出現坍損過大事故。

1.3 砂、石骨料的影響

1.3.1砂的影響

混凝土用細骨料按產源分為天然砂和機制砂。天然砂是自然產生的，包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂，其中山砂表面粗糙、多棱角、含泥量及有機物質較多，不宜用于生產混凝土。由于自然資源的緊張，環保力度的加大，使得天然砂價格高、貨源少，因此現在一般商品混凝土公司都使用機制砂來生產混凝土。

包括機制砂的材質、含泥量、顆粒形狀級配、機制砂生產企業生產時添加了絮凝劑的品種、摻量。這么多的影響因素有一個發生大的變化都有可能直接影響混凝土的拌合物性能。在生產過程中，明明沒有什么材料波動但是施工現場突然發現混凝土勉強泵送上去，流動性極差，也就是泵損比較大，原因是：（1）機制砂供應的貨源有變化。（2）機制砂含泥量變大。（3）機制砂內的絮凝劑殘余物較多，嚴重影響外加劑的效果。這種情況下要大幅度的提高外加劑的摻量，調整混凝土拌合物抗泵損性能。

1.3.2石子對混凝土拌合物坍落度的影響

主要包括：石子的材質、顆粒形狀、顆粒級配、含泥量、泥塊含量。特別是混凝土在正常生產過程中，石子堆上部尖頂處的石粉含量及泥含量有時候比較集中，鏟車工如果直接把臟的石子集中鏟進同一個石子倉，生產用到這種泥粉含量特別大的石子，需水量會提高很多，試驗員若沒有及時提高外加劑摻量，而是簡單地提高用水量，使混凝土達到出廠坍落度要求，這種混凝土拌合物到施工現場后，泵送前坍落度就已經偏小，經過泵送擠壓后其坍落度損失特別大，使混凝土拌合物失去施工性能。

1.4 粉煤灰對混凝土拌合物坍落度的影響

粉煤灰是燃煤電廠用靜電除塵的方法從鍋爐煙氣中收集到的廢棄物。粉煤灰的形態效應、活性效應和微集料效應對混凝土拌合物的施工性能和硬化后混凝土的強度、耐久性都起著積極的作用。優質的粉煤灰有益于混凝土拌合物的和易性。現在粉煤灰市場魚目混珠，有的細度嚴重不合格，有的需水比不合格，貨源不穩的粉煤灰性能相差較大，有時其他材料一樣的情況下，兩種粉煤灰配制的混凝土達到相同的坍落度時外加劑摻量能相差1～2kg/m3，所以用到需水量較大的粉煤灰生產的混凝土坍落度保持情況較差，這種混凝土的坍落度經過泵送擠壓損失較大。

1.5 混凝土拌制好后到施工現場等待時間的影響

GB/T14902—2012《預拌混凝土》中“7.5運輸7.5.4預拌混凝土從攪拌機卸入攪拌運輸車至卸料時的運輸時間不宜大于90min，如需延長運送時間，則應采取相應的有效技術措施，并應通過試驗驗證”。從標準規定可以理解為預拌混凝土從拌制好裝進攪拌車到施工澆筑時間不宜超過一個半小時，有時候工地道路交通，水、電、鋼筋綁扎、驗收等眾多原因，導致混凝土拌合物在工地現場等待時間過長。若超過一個半小時，管理到位的預拌混凝土公司，會派技術人員到工地現場，根據氣溫、強度等級及預測還需等待的時間長短二次添加外加劑，這種情況如果措施采取得及時得當，對混凝土拌合物質量影響不大；如若無人過問，工地工人隨意加水，由于等待時間過長，有時接近初凝時間，雖然在入泵前加水攪拌，當時坍落度是有的，但是泵送至施工部位時，瞬間就失去流動性，無法施工。

2 泵送后混凝土坍落度變大

預拌混凝土經過泵送，泵出來的拌合物的坍落度比入泵前明顯變大，出現扒底甚至離析現象，影響工程質量。

2.1 水泥的影響

生產過程中，有時候會混用其他品牌的水泥，若新用水泥和外加劑的適應性特別好，這就使得配合比中的外加劑摻量相對過多，這種屬于外加劑過摻。雖然生產時操作工根據經驗及時扣水，保持了出廠坍落度合格，但是該混凝土經過泵送擠壓后外加劑的減水效果滯后釋放出來，就離析扒底了。

2.2 外加劑的影響

生產過程用錯外加劑，如生產 C30混凝土，但外加劑選用 C50專業高性能外加劑，這種情況，出廠時，操作工會扣水調整坍落度，混凝土拌合物運輸至現場入泵前坍落度是合格的，但是泵送出來后坍落度會變大，導致離析扒底。

3 解決方案

3.1 原材料控制

原材料進貨渠道相對穩定，對所有原材料進場檢驗信息化管理，將進貨日期、進貨數量、取樣日期、取樣人、原材料生產廠家、檢驗結果等納入信息化管理臺賬。企業質量技術部門明確原材料驗收參數，檢驗結果同時信息存儲，原材料檢驗結果及時上傳至試驗室，試驗室主任依照試驗結果及時通知，指導當班試驗員調整配合比，做到事前準備工作。

3.2 生產過程控制

（1）攪拌機出料口安裝高清攝像頭，更換高靈敏度的電流表，建立電流和坍落度之間的關系，觀察坍落度是否正常。

（2）混凝土拌制過程中，做好取樣工作，把混凝土取好后放在固定的潮濕鐵板上觀察拌合物里氣泡的多少和狀態。預測該混凝土拌合物的坍落度發展趨勢。

3.3 混凝土拌合物到施工現場后控制

（1）安排外場專業試驗員在施工現場目測混凝土狀態，做坍落度試驗，根據經驗預測坍落度的發展趨勢，做好應對的工作。如果預測到泵損較大，就提前在攪拌車內二次添加外加劑進行現場調整；如果預測混凝土泵送后坍落度會嚴重變大，離析、扒底，那么這車混凝土就退回混凝土公司，然后現場試驗員通知試驗室主任調整外加劑摻量。

（2）外場試驗員經常到施工部位處觀察混凝土泵送后的狀態，主要看流動性大小和泌水情況。

（3）和施工單位做好技術交底工作。每個工程開工前和工地負責人進行技術交底，說明預拌混凝土的特性，發現坍落度異常必須及時和混凝土公司試驗室聯系，不允許工地工人私自加水，由攪拌站安排專業的人員來現場調整。

4 直觀地觀察混凝土拌合物工作性能泵損情況的試驗方法的探討

（1）按國標做坍落度經時損失。

（2）建立用水量、坍落度、攪拌電流之間的關系。如果電流很大，但是拌合物出機坍落度還是偏大，說明外加劑加多了，這種混凝土運輸到現場經過泵送坍落度會變大；如果電流很小，但是坍落度還是偏小，說明外加劑摻量不足，這種混凝土到現場后，經過泵送，坍落度損失會很大。