混凝土坍落度損失過快原因及抑制措施

穆建明 張根龍 周關根 黃建祥

（1.浙江大源混凝土制品有限公司，浙江 嘉興 314201；2.平湖南方混凝土制品有限公司，浙江 嘉興314201；3.嘉興超盛建材有限公司，浙江 嘉興 314300；4.杭州千輝通實業有限公司，浙江 杭州 310012）

混凝土是目前工程建設使用最大宗的結構材料，混凝土工作性能是保證混凝土施工效率，強度發展和耐久性的重要保證。混凝土從拌和出機到施工現場，要保證混凝土坍落度損失不致過快，才能使得混凝土澆筑順利進行，然而目前砂石材料短缺，劣質砂石生產充斥市場，出現砂含泥含粉量高，骨料含泥超出標準的情況，另外水泥細度提高、脫硝粉煤灰和脫硫粉煤灰以及工業副產物礦物摻和料的應用等，這些問題使得混凝土外加劑出現前所未有的適應性難題，對混凝土坍落度損失過快造成不可避免的影響。本文就混凝土坍落度損失過快的原因進行分析，并針對性地提出相應的抑制措施，以期為混凝土生產提高相關參考。

1 混凝土坍落度損失機理

混凝土坍落度損失從本質上來講由于水泥漿體流動性不足，無法帶動砂石進行分散[1]，當水泥漿體凝聚體多于分散體時表現出混凝土坍落度損失。日本的服部健一[2]認為在布朗運動和分子重力作用使得水泥粒子發生凝聚，表現出混凝土坍落度損失，他建議用外加劑進行調節混凝土坍落度損失。馮乃謙教授[3]則認為水化進程加快，生成的水化硅酸鈣、鈣礬石等使水泥漿體凝聚，是混凝土坍落度損失的主因。

2 混凝土坍落度損失的原因

2.1 膠凝材料

水泥、粉煤灰和礦粉是目前混凝土生產最主要的膠凝材料。水泥的礦物組成和細度對水化有較大影響[4]，熟料礦物中C3A 水化最快，其次是C3S，早強水泥和硫鋁酸鹽水泥中C3A 含量較高，水泥早期水化較快，需要較多的緩凝劑進行調節，對水和外加劑的吸附也更大，混凝土坍落度損失較快。目前工程建設追求施工進度使得水泥細度相比以前大幅增加，也使得水泥水化加快，混凝土坍落度損失較大[5]。粉煤灰和礦粉作為活性礦物摻和料能夠提高混凝土后期耐久性，降低水化熱，但粉煤灰脫硝和脫硫新工藝的出現和劣質礦粉都使得外加劑適應性變差[6]，影響混凝土的初始流動性和經時保坍能力。另外現代工業副產物越來越多地應用于水泥混凝土的生產，也對混凝土工作性能帶來更大的挑戰。

2.2 集料

粗細集料在混凝土中主要起到骨架填充和增強作用，骨料品質的好壞不僅影響混凝土工作性能，對混凝土強度和耐久性也會產生影響。張登祥[7]認為砂石集料不參與水化反應，但集料顆粒對水分產生吸附。集料含泥的情況下，泥顆粒比表面積較大，對水分子和外加劑的吸附增大，降低了膠凝材料水化程度，也使得外加劑用量增加。環保政策收緊，高含泥或含粉機制砂應用于生產，也使得混凝土坍落度損失加快。

2.3 外加劑表現出的適應性不良

外加劑是現代混凝土不可或缺的重要調節組分，其中主要的是減水劑，目前減水劑以奈系、脂肪族、氨基磺酸鹽為代表的高效減水劑和聚羧酸減水劑，聚羧酸減水劑減水率高、強度和混凝土耐久性好，但也更表現出與原材料適應性不良。林寶城[8]研究了幾種不同的外加劑的保坍效果，認為氨基磺酸鹽和聚羧酸減水劑對混凝土保坍效果較好。

2.4 外界因素

外界因素包括混凝土生產的氣候條件、溫度以及管理水平等都會對混凝土坍落度損失造成影響。溫度過高時，水泥水化放熱加快，混凝土較快失去工作性能[9]。此外混凝土從生產到澆筑是個連續、需要各要素充分聯動的過程，合理安排調度及運輸過程的保溫措施，做好良好的混凝土生產控制是保證混凝土坍落度的重要管理措施。

3 控制措施

3.1 合理選擇水泥、高品質集料

在混凝土生產的過程中，盡量選擇C3A 含量低的水泥，不要選擇過細的水泥，控制入庫水泥溫度，不宜選擇含有工業廢渣的水泥，粉煤灰和礦粉入庫前做好需水量、燒失量等檢測。有條件的企業在集料使用前盡量采用骨料預濕技術，降低集料中泥對外加劑的吸附。

3.2 采用保坍性外加劑

對于聚羧酸減水劑復配時，采用低敏感減水母液，在混凝土保坍性不良時，適當增加保坍母液摻量。高效減水劑對混凝土原材料表現敏感度相對較低，在采用高效減水劑時可根據生產需要進行多種類復配，低濃高摻對于集料含泥稍高效果明顯。

3.3 根據環境控制混凝土生產

溫度較高，水泥水化過快，對混凝土保坍造成不利影響，混凝土在運輸過程采用罐體降溫措施，對于水電、交通等國家重點工程大體積混凝土，采用拌和水加冰，骨料預冷等技術，降低混凝土內外溫差，可有效防止混凝土坍落度損失過快。

3.4 積極探索混凝土保坍新技術

目前混凝土發展主要在高性能混凝土以及附加外加劑和原材料整形技術，抗泥型外加劑和輔助調節劑的使用能夠降低外加劑對原材料的敏感性。譚洪波[10]認為外加劑后摻法能夠有效控制混凝土坍落度損失過快，并在機理上進行了解析。

4 結語

混凝土坍落度的控制也推動著現代混凝土技術的不斷發展，混凝土坍落度作為混凝土工作性能的重要指標，影響因素是多方面的，既有原材料品質波動也有環境變化的影響，同時管理者的生產控制水平也會對混凝土坍落度造成影響。因此控制坍落度損失需要多方面綜合考慮，也要積極發展新技術，推動混凝土技術進步。