关于泵送混凝土的分析

摘 要：本文作者分析了对泵混凝土坍落度损失有影响的主要原因，并提出了相应的解决措施。

关键词：混凝土;坍落度损失;原因;对策

Abstract: In this paper, the author analyzes the main reason of influencing the pump concrete slump loss, and proposes the corresponding measures.

Key words: concrete; slump loss; reason; countermeasure

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

近年来，随着建筑技术的快速发展，泵送混凝土施工技术得到普及和应用。泵送混凝土必须满足泵送的可泵性，可泵性能良好的混凝土拌合物应具有：较高的流动性，足够运输时间内塌落度损失最小，混凝土的粘聚性好，在泵压力作用下，不离析不泌水，较高的水泥砂浆含量降低了输送过程中产生的磨擦力。但是混凝土材料品质及配合比质量的波动以及混凝土输送、泵送、浇筑、养护等施工工艺对混凝土质量有较大的影响，施工过程中需要进行严格的质量控制。

1 影响混凝土坍落度损失的主要因素

1.1 外加剂与水泥的不适应 外加剂与水泥不相适应是引起混凝土坍落度损失过大的主要原因。由于我国水泥品种和质量总体上复杂多变，工地上由于工程业主或是其它方面的原因，可选择的机率比较小。而外加剂的选择应根据不同的使用目的，不同的使用温度，不同的混凝土标号，不同的水泥生产工艺来确定。根据所经历的许多试验对比和工程实践证明，不同的外加剂坍落度损失如下：超塑化剂> 高效减水剂 > 普通减水剂 > 引气减水剂 > 缓凝减水剂。

1.2 水泥对混凝土坍落度损失的影响 水泥的细度，熟料的矿物组成，调凝剂的含量和形态，水泥碱含量，水泥的原材料及掺合料以及水泥匀质性都影响混凝土的坍落度损失。水泥新标准由于采用了 ISO 标准，提高了水泥的标号。水泥生产厂家为提高水泥标号最简单的方法是增大水泥比表面积，提高水泥的粉磨细度，水化速度加快，导致坍损加快。

水泥熟料矿物中，C3A 水化速度最快，当有足够的石膏存在时，形成钙矾石。这一反应一方面结合了大量的水，另一方面由于钙矾石为一种针状晶体，在外力作用下较难运动，而且易与其他颗粒交叉搭接，因此，新拌混凝土的坍落度损失影响较大。水泥中的石膏也可能对新拌混凝土的坍落度损失产生较大影响。石膏是一种调凝剂，其含量与形态对水泥凝结时间的影响很大。水泥所用的二水石膏，有粉磨过程中，由于温度高会使部分二水石膏脱水成半水石膏和无水石膏，半水石膏在水中的溶解速率和溶解度大于二水石膏，无水石膏则小于二水石膏，这样对调节缓凝时间有较大的影响。同时掺入一定数量石膏后，使得水泥水化速度减慢。但当石膏掺量太大或不足时，反而会使水泥的水化速度加快，会导致新拌混凝土较大的坍落度损失。为了解决碱骨料引起的混凝土耐久性问题，市场上使用的大多为低碱水泥。水泥碱含量高混凝土坍落度损失大。生产水泥原料是石、灰石和粘土。为了保护耕地，一些地方不允许用粘土作为原料，而采用砂岩或者含 SiO2的原料，这些熟料制成的水泥粘性不好，和易性差，水泥不易流动且泌水，会造成坍落度损失。

在混凝土中，胶凝材料与水反应形成水化产物。水化产物的形成使得水泥浆体有分散状态向凝聚结构转移。这一转移过程必将引起混凝土的坍落度损失。胶凝材料的水化速度决定了水化产物的形成速度，因而也将影响混凝土的坍落度损失速度。

近年来，我国的水泥普遍向细化和高 C3S方向发展，因此，水泥的水化速度普遍加快，这也是引起混凝土坍落度损失加快的一个原因。

1.3 骨料吸水对混凝土坍落度损失的影响 混凝土的流动性与混凝土中的自由水含量有着密切的关系。混凝土中的自由水减少，坍落度也就减小。如果在拌制混凝土时采用干集料，而且集料的吸水率较大的话，它可以从混凝土中吸取大量的水分，使混凝土中的自由水减少，导致混凝土坍落度减小。

1.4 施工环境对混凝土坍落度损失的影响 环境对新拌混凝土坍落度损失的影响主要表现在温度和湿度两个方面。温度可以影响水泥的水化速度。温度越高，一方面水泥的水化速度越快，另一方面水分蒸发越快，因而坍落度损失也就越快。相对湿度越低，水分蒸发越快，坍落度损失也就越快。

1.5 含气量对混凝土坍落度损失的影响 众所周知，混凝土的坍落度与混凝土的含气量是密切相关的。泵送剂中由于掺入引气剂可以在新拌混凝土中引入一定数量的气泡，这些气泡的存在不仅可以改善硬化混凝土的抗冻融性能，也能提高新拌混凝土的流动性。但是，如果这些气泡不稳定的话，它将较快地从新拌混凝土中逸出。气泡一旦逸出，水泥浆的流动性减小，水泥浆的体积含量也减小，从而使新拌混凝土的坍落度损失。

1.6 矿物外加剂对混凝土坍落度损失的影响 矿物外加剂的活性通常比水泥熟料低，因此，它们的水化反应或火山灰反应则较慢。用矿物外加剂部分取代水泥，可以使胶凝材料的水化反应速度减慢，因而可以减小新拌混凝土的坍落度损失。

2 减少混凝土坍落度损失的主要技术措施

2.1 调整水泥的性能

水泥生产厂家不仅仅只考虑水泥的活性，还应根据用户的信息不断调整水泥的使用性能。即不仅仅是要求强度，还要对坍落度损失有影响的需水量(即标准稠度用水量)、流动性等指标要有要求。同时，水泥的细度不宜太细，即表面积不要太高，C3A 的含量要低些，通过实验确定一个合量的石膏掺量和粉磨温度，使二水石膏的含量高。在水泥需求旺季也应有足够的库存，避免热水泥出厂。寻找合适的助磨剂和粘土的替代品，使水泥有足够的粘性，以减少混凝土的沁水和坍落度的损失。

2.2 解决水泥与外加剂不相适应

当水泥与外加剂不适应时，应重新选择水泥或者外加剂。在水泥一定的情况下可采用：

2.2.1 分次添加高效减水剂。将高效减水剂分两次添加是一种有效地控制混凝土坍落度损失的方法。第二次添加可以弥补液相被消耗掉的高效减水剂，从而使坍损得到一定恢复。高效减水剂初次掺量为总掺量的 60%- 75% 。

2.2.2 搅拌时用后掺法来加入外加剂。一般是在混凝土加水拌和后 50-70s 掺入减水剂，混凝土坍损较小。

2.2.3 采用复合高效减水剂。缓凝剂可起到调节水泥水化速度的作用。高效减水剂与缓凝剂复合使用，可使混凝土在施工浇筑前不因水化而明显降低流动性，有助于解决坍落度损失的问题。常用的缓凝剂主要是木质素磺酸盐，羟基羧酸盐及其衍生物和多元醇类，特别是柠檬酸、葡萄糖酸等，由于它们有强烈地抑制水泥早期水化作用，特别适合用于高温季节。若在缓凝高效减水剂中再复合保塑剂，更能有效地减少大流动性混凝土的坍落度损失。

2.2.4 选用新型高效减水剂。近年来，第三代高效减水剂聚羧酸盐和一些接枝的共聚物的推出，由于其掺量低，减水率高，增强效果好，一定的引气量，总碱含量极低和混凝土拌合物流动性保持好，坍落度损失小，已在客专、大坝和高速公路等部门大规模地应用。

2.3 降低环境的温度和增大湿度

当混凝土拌和料需要经过长距离的运输，要尽量保持混凝土的湿度。在夏天，由于环境温度高，集料如对输送管路采取隔热措施，如敷设湿麻袋或采用冷水浇灌等，以降低环境温度对混凝土的影响。

2.4 集料在使用前进行预吸水处理

在拌制混凝土的前一天洒水使集料润湿，将集料的吸水过程由混凝土拌制以后移到拌制前，可以有效地消除由于集料的吸水而造成的混凝土坍落度损失。洒水量不要太多，应控制含水量接近而略小于饱和含水率;洒水应分次喷洒，每次不宜太多，应多喷几次。同时在使用前应将集料翻匀以防料堆上下的含水量不均匀。

2.5 增强混凝土的保水能力

调整混凝土的配合比，多掺入一些具有保水能力的优质的粉煤灰，尽量少用保水能力差的矿粉。另外，掺入纤维素醚等化学保水剂可以使混凝土的保水性能得到改善。

2.6 控制混凝土中的不稳定气泡的含量

对于没有抗冻性要求的混凝土，可掺入适量的消泡剂，避免在混凝土中形成不稳定的气泡。对于有抗冻性要求的混凝土，应掺入质量较好的引气剂，引入较稳定的小气泡，并严格控制含气量，适当增加水泥浆的黏度，为气泡创造一个稳定的环境。

2.7 注意泵送施工工艺的影响

拌制泵送混凝土，应采用强制式搅拌机，应严格按设计配合比对各种原材料进行计量，注意搅拌时投料次序，矿物掺和料与水泥同步，外加剂的添加应滞后于水和水泥。混凝土运输和等待中注意搅拌。由于压送会引起混凝土坍落度的变化，为此大坍落度混凝土可将压送后的坍落度值作为配合比设计的依据。

3 结束语

我们只是从材料物理性能上或是施工现场直观上进行了肤浅的分析，由于混凝土是一门复杂的学问，关于对造成混凝土的坍落度损失还有化学机理上原因，所以我们应采取必要的措施，以有效的技术手段，将因混凝土坍落度损失而造成的工程质量问题降低到最小程度。

参考文献：

[1] 徐羽白.新型混凝土工程施工工艺.化学工业出版社.

[2] 马保国.新型泵送混凝土技术及施工.化学工业出版社.

[3] JGJ/T 10-95 混凝土泵送施工技术规程.

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