混凝土經(jīng)時(shí)損失不同處理措施對混凝土性能的影響*

梁國立，丁路靜，高鵬，孫陽陽，劉建建，鐘坤

［1. 中建西部建設(shè)（天津）有限公司，天津 300450；2. 中建西部建設(shè)北方有限公司，陜西 西安 710100］

0 引言

在混凝土實(shí)際施工過程中，由于混凝土攪拌站與施工現(xiàn)場之間的距離較遠(yuǎn)、施工項(xiàng)目泵送澆筑等設(shè)備故障以及城市交通擁堵等原因，往往需要混凝土多等待一個(gè)或數(shù)個(gè)小時(shí)，導(dǎo)致混凝土并不能在標(biāo)準(zhǔn)推薦的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行澆筑[1-3]。等待時(shí)間較長會造成因混凝土坍落度和擴(kuò)展度損失過大，無法進(jìn)行澆筑施工的情況發(fā)生。這時(shí)一般會對混凝土進(jìn)行二次加水、二次加減水劑等處理，但調(diào)整后混凝土性能無法得到保障，會使工程項(xiàng)目存在很大的質(zhì)量隱患[4-6]。

本文針對以上情況，以 C30 混凝土為例，開展了混凝土經(jīng)時(shí)損失不同處理措施對混凝土性能影響的研究，為混凝土施工過程中的調(diào)整提供一些參考。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

（1）水泥采用山水 P·O42.5 水泥，3d 抗壓強(qiáng)度27.4MPa，28d 抗壓強(qiáng)度 51.7MPa，燒失量 3.3%，比表面積 377m2/kg。

（2）礦粉采用鑫征 S95 級礦粉，7d 活性指數(shù)78%，28d 活性指數(shù) 98%，比表面積 411m2/kg，流動度比 102%。

（3）粉煤灰采用寶振Ⅱ級粉煤灰，細(xì)度 45μm 方孔篩篩余 27.1%，需水量比 102%，燒失量 2.7%。

（4）粗骨料采用河北遵化 5～25mm 連續(xù)級配的尾礦石，針片狀 3%，壓碎指標(biāo) 8%。

（5）細(xì)骨料采用粗砂機(jī)制砂和細(xì)砂尾礦砂按照比例搭配而成的混合砂，細(xì)度模數(shù) 2.1，含泥量 3.4%，表觀密度 2750kg/m3。

（6）外加劑采用中建聚羧酸高性能減水劑，減水率 25%，含固量 9%。

（7）拌和用水采用潔凈的自來水。

1.2 試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)研究 C30 強(qiáng)度等級混凝土在不同等待時(shí)間后，經(jīng)不同方式調(diào)整后，混凝土工作性能和 7d、28d 抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律。混凝土初始坍落度和不同等待時(shí)候調(diào)整后的坍落度均控制在 180～220mm。C30 混凝土基準(zhǔn)配合比見表 1。

表1 試驗(yàn)混凝土基準(zhǔn)配合比 kg/m3

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

制備 5 份混凝土拌合物，依據(jù)制備時(shí)間的先后順序做好標(biāo)記，在試驗(yàn)室靜置放置，從混凝土中加水計(jì)時(shí)開始，至規(guī)定等待時(shí)間開始測試混凝土工作性能，分別通過加水、加水和聚羧酸高性能減水劑、加聚羧酸高性能減水劑調(diào)整后再進(jìn)行測試并留制混凝土抗壓強(qiáng)度試件。

2.1 加水調(diào)整對混凝土性能影響

試驗(yàn)結(jié)果見表 2。從表 2 可以看出，混凝土隨等待時(shí)間的延長，工作性能經(jīng)時(shí)損失逐漸增大，混凝土坍落度 0h 為 220mm，1h 損失 10mm；2h 損失 20mm，3h 損失 70mm，4h 時(shí)損失 120mm。混凝土出機(jī)擴(kuò)展度530mm，1h 損失 10mm，2h 損失 40mm，3h 和 4h 時(shí)均已無擴(kuò)展度。由此可知，2h 內(nèi)的等待時(shí)間混凝土坍落度雖然有損失，但是能夠滿足要求，而擴(kuò)展度損失量較坍落度大，整體導(dǎo)致混凝土工作性能變差。當(dāng)混凝土等待時(shí)間超過 2h 時(shí)，混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失劇增，導(dǎo)致混凝土工作性能嚴(yán)重劣化，已無法滿足施工要求。

表2 加水調(diào)整后性能

通過加水調(diào)整后，混凝土的坍落度能夠符合設(shè)計(jì)要求，但擴(kuò)展度無法達(dá)到出機(jī)混凝土狀態(tài)，混凝土的工作性能較差，無法滿足施工要求。

從加水調(diào)整對混凝土力學(xué)性能影響可以看出，等待2h 內(nèi)混凝土 28d 抗壓強(qiáng)度基本相同，對混凝土力學(xué)性能基本無影響；等待 3h 和 4h，通過加水調(diào)整后，混凝土 28d 抗壓強(qiáng)度明顯降低，這是因?yàn)樵谀z凝材料總量不變的前提下，自由水的引入使混凝土實(shí)際水膠比增加，混凝土抗壓強(qiáng)度降低。

由表 2 可知，混凝土等待時(shí)間超過 2h 將嚴(yán)重影響混凝土的工作性能，施工現(xiàn)場若通過加水調(diào)整將使混凝土抗壓強(qiáng)度劣化，給工程質(zhì)量帶來嚴(yán)重的安全隱患。

2.2 加水和聚羧酸高性能減水劑調(diào)整對混凝土性能影響

試驗(yàn)結(jié)果見表 3。

表3 加水和聚羧酸高性能減水劑調(diào)整后性能

從表 3 可以看出，在等待 3h 和 4h 時(shí)，通過加水和聚羧酸高性能減水劑調(diào)整后工作性能能夠滿足施工要求。從對混凝土力學(xué)性能影響可以看出，少量水的引入仍然會影響混凝土的 28d 抗壓強(qiáng)度，等待 3h 的 28d 抗壓強(qiáng)度較出機(jī)混凝土降低了 5.4MPa；等待 4h 的降低了7.2MPa。水和減水劑的共同使用能夠使混凝土工作性能滿足施工要求，但混凝土抗壓強(qiáng)度的降低將影響混凝土在原始結(jié)構(gòu)部位的使用。

2.3 加聚羧酸高性能減水劑調(diào)整對混凝土性能影響

試驗(yàn)結(jié)果見表 4。從表 4 可以看出，通過加聚羧酸高性能減水劑調(diào)整等待 3h 和 4h 的混凝土，混凝土工作性能和力學(xué)性能均能達(dá)到出機(jī)狀態(tài)，且 28d 抗壓強(qiáng)度有所增長。

表4 加聚羧酸高性能減水劑調(diào)整后性能

3 結(jié)論

（1）混凝土等待時(shí)間較長導(dǎo)致工作性能嚴(yán)重劣化，影響混凝土使用。通過加水調(diào)整后，混凝土的工作性能雖然得到一定改善，但不能達(dá)到初始狀態(tài)，未滿足施工要求，調(diào)整后混凝土的力學(xué)性能劣化嚴(yán)重，施工現(xiàn)場若通過加水調(diào)整混凝土，必將給工程帶來嚴(yán)重的安全隱患。

（2）通過少量的水和聚羧酸高性能減水劑復(fù)合使用調(diào)整后，混凝土工作性能能夠滿足施工要求，但抗壓強(qiáng)度有所降低，不能滿足混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級。

（3）通過使用聚羧酸高性能減水劑調(diào)整后，混凝土的工作性能能夠達(dá)到初始狀態(tài)，抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)增長現(xiàn)象。但在實(shí)際施工中，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證耐久性能是否能夠滿足工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。