商品混凝土工作性能控制
2013-10-21周宇
周宇
摘 要：商品混凝土一般为流态且可泵送的混凝土。混凝土的流变性能一般以工作度来综合评判，工作度是混凝土拌和物的粘性，流动性和稳定性的综合表现。在现场和实验室中常以坍落度和扩展度的大小表示，并考察是否离析或泌水等。本文着重探讨影响混凝土工作度和坍落度经时损失的各种因素及控制方法。
关键词：商品混凝土；工作度；控制
1 商品混凝土的配制及常见问题
搅拌站作为商品混凝土的生产者，一般要求所生产的混凝土坍落度大，工作性能和泵送性能良好，而且混凝土的坍落度经时损失小，同时具备良好的初期强度和后期强度。以期达到改善混凝土的施工性能和质量、加快施工速度、节省能耗、经济等的使用目的。
1.1 商品混凝土的配制技术
商品混凝土的配制技术关键是在用水量基本不变的情况下，掺加混凝土外加剂等使新拌混凝土获得大的流动性，以满足施工工艺的要求。
1.1.1 原材料的选用
根据所配制混凝土的要求选择合适的水泥、砂、石等原材料。其中水泥宜选用SO3和C3A配合合理、含碱量低的水泥。石子的粒径和种类根据配制混凝土的强度等级、泵管尺寸等选用。砂子的选用对商品混凝土的工作性能影响较大，当配制混凝土强度等级较低，石子级配或粒型不理想时宜适当调高砂率，增大砂子用量，防止离析和泌水，改善混凝土的粘聚性，保持良好的泵送性能。
适宜的掺合料，在配制高强混凝土和低强混凝土时尤为有效。可大大改善混凝土的工作性能，而且比较经济。
1.1.2 配合比设计及调整
适宜的配合比是商品混凝土获得良好性能和经济性的重要手段。根据强度和施工要求、原材料情况，选用适当的水泥品种和用量、砂率、用水量以及合适的外加剂和掺合料，经试拌后进行相应的调整，可获得工作性能优良、强度及耐久性良好的混凝土。
1.1.3 外加剂的选用原则
外加剂作为混凝土的第5种组分，已是商品混凝土中不可缺少的一部分。选用商品混凝土外加剂以其减水率、保水性和保塑性为主要指标。在不增加用水量的前提下，使商品混凝土具有大坍落度、不离析、不泌水，坍落度经时损失小等性能的外加剂是优选产品。
1.2 商品混凝土常见问题
商品混凝土生产及施工中常遇到的问题主要有：
（1）离析、泌水，工作性不好。
（2）异常凝结，水泥与外加剂适应性不良。
（3）混凝土坍落度损失大，不能满足搅拌站及泵送需要。
（4）泵压过高或堵塞泵管。
（5）早期强度过低或后期强度不足。
这些问题无疑是混凝土工作性能不良和选材问题的综合表现，尤其是坍落度损失问题更为常见。解决这些问题，除了控制好原材料质量、调整好配合比外，外加剂和掺合料是主要原因。
2 工作度、坍落度经时变化及其影响因素
目前，反映流态混凝土工作性能的具体指标大多以坍落度大小来表示，现实工作中，除了考察坍落度大小外，还应考察混凝土的扩展度，即混凝土的流动性能，这样才能更好、更全面地反映混凝土的流变性能。在生产及实验室测试时，工作度应包含坍落度和扩展度两个主要指标。
影响混凝土工作度和坍落度经时变化的主要因素有以下几个方面：
（1）原材料
（2）混凝土的配合比
（3）温度
（4）外加剂的掺量和掺入时间
（5）搅拌工艺制度
（6）掺合料等其它方面
2.1 不同水泥品种和用量的影响
不同水泥品种因其矿物成分含量不同，对混凝土工作度和坍落度经时变化的影响也不同。 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%，扩展度损失也大很多。
单方混凝土水泥用量不同时，混凝土坍落度的经时变化规律基本一致。但水泥用量越大，坍落度损失越快。
2.1.2 外加剂掺入时间和掺量的影响
掺高效减水剂可以使基准混凝土的坍落度从6～8cm，提高到18～24cm，但损失较快。减水剂掺入量大时，坍落度损失相对较小。无论减水剂先掺或后掺，坍落度经时损失都较快，必须在浇灌混凝土前掺入减水剂才能体现出后掺法的效果。实际上，这种方法是避开了经时损失。
2.1.3 温度的影响
拌合物的温度越高，混凝土的坍落度经时损失越快。在低温时（例如5℃）混凝土坍落度损失很小。
2.1.4 掺合料的影响
混凝土的坍落度经时损失与掺合料有关，掺入一定量的掺合料可大大降低坍落度的经时损失。试验表明，在相同条件下，用Ⅱ级粉煤灰取代10%～15%的水泥，混凝土坍落度经时损失可减少30%～50%。
2.1.5 运输过程中的动态影响
动态运输过程对混凝土的坍落度经时损失有利，经与实验室静态混凝土坍落度经时损失试验数据对比，动态状况下，坍落度经时损失约小10%～15%。
3 混凝土坍落度损失机理及控制方法
3.1 坍落度损失机理
对于混凝土坍落度损失机理，目前尚无明确的统一解释。日本的服部健一等做过大量研究，认为主要是水泥颗粒物理凝聚的原因。另外一些学者则认为减水剂对水泥水化反应的影响是坍落度损失的主要原因。
在实际的工作中，通过试拌以控制工作性能，并积累了丰富的实践数据。
