混凝土工作状态不稳的原因分析与解决

朱海龙

（北京市市政一建设工程有限责任公司，北京 100000）

1 问题的提出

近期，某工地发现混凝土的工作性能波动较大，施工期间，混凝土的出机时工作性能良好，但到了工地坍落度损失非常大，甚至卸料困难。为此与试验室同志一起进行了现场考察、质量跟踪、分析，以找出问题关键所在并进行改进。

2 发生质量波动原因分析

混凝土的生产与应用涉及原材质量、配比、搅拌、运输、施工等一系列问题，无论哪一个环节出现波动都会影响最终的成品，排查问题主要出现在哪一个环节至关重要。

2.1 原材料的质量波动

2.2.1 水泥的问题

由于水泥供不应求，水泥出厂温度往往都在八九十度甚至一百度以上，一个是容易造成石膏的脱水，出现假凝、速凝，二则对外加剂的吸附量很大，本身的温度高也会造成混凝土强度的降低和坍落度损失加剧。

2.2.2 粉煤灰的问题

由于环保压力，现在的粉煤灰都要经过脱硫脱硝处理，粉煤灰中往往含有铵盐，如硫酸铵、硝酸铵等，会造成大量氨气的产生，会使混凝土强度降低，工作性差异很大。

2.2.3 砂石含泥量

随着砂含泥量的增加，混凝土的坍落度减小，且经时损失明显，工作性能也变差。砂含泥量对混凝土强度的影响很大。随砂含泥量的增加，混凝土强度降低。在相同的含泥量、混凝土强度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量（或增加外加剂掺量），但这增大了混凝土的成本。砂含泥量大的混凝土，其早期碳化也较为严重，对混凝土的耐久性产生很大的影响。

最近恰好刚更换了 P·O42.5水泥，大家普遍怀疑是水泥本身与外加剂的相容性差或是水泥本身吸附性比较强造成的。

2.2 现场试验分析

根据现场描述，大家都怀疑新换的 P·O42.5水泥有问题导致坍落度的损失加大，到现场无法施工，为此，用现场材料按配比做试验能更直接暴露问题。

现场有两条作业线，分别用两种水泥，P·O42.5水泥和 P·O52.5水泥，P·O42.5水泥用于灌桩，P·O52.5水泥用于预制梁。为了进度，工地迫不得已改用 P·O52.5水泥灌桩，工作状态良好。

2.2.1 水泥品种的对比

首先，按 C30配比，分别用 P·O42.5水泥和 P·O52.5，其余材料均不变。

用 P·O42.5水泥拌制混凝土，发现出机混凝土坍落度在230mm 左右，但半个小时内大幅度损失，不具施工性。使用 P·O52.5水泥拌制混凝土，发现与用P·O42.5水泥基本一样，坍落度损失很大。

图1和图2分别为使用 P·O42.5水泥和 P·O52.5水泥的混凝土出机状态。

图1 用 P·O42.5水泥的混凝土出机状况

图2 用 P·O52.5水泥的混凝土出机状况

这个试验表明水泥应该不是造成工作性迅速变差的主要原因。

2.2.2 砂子对比

既然水泥不是主要原因，大家转而关注所用砂。试验用砂石见图3。用水洗后的砂见图4。

图3 试验（现场）所用砂石

图4 试验用砂水洗后

从材料判断，试验用砂为破碎山砂，直观感觉含泥量偏高，决定用河砂再进行试验。

更换河砂以后，分别用 P·O42.5水泥和 P·O52.5水泥进行试验，发现坍落度保持很好，没再发生工作性快速下降现象。因此，问题的是根源是生产用砂。

检测发现砂子含泥量偏高，达到5%，压碎值偏大，达到41.7%，远超小于30% 的要求。

相对于破碎山砂来说，河砂中的含泥量比较少。山砂中在开采的时候混入的泥会更多。人工砂在破碎的时候会混入较多的泥土颗粒，其中的泥来源开采与破碎过程中。一些粘在骨料表面的黏土得不到清洗，直接进行破碎，造成破碎砂中含有较多的泥。

由于黏土中含有大量的吸水矿物，在混凝土拌合的时候，由于加入的拌合水是一定的，黏土颗粒吸收大量的拌合水，使得用于流动的拌合水变少，另外蒙脱土吸水之后，由于结构中的层间距加大，吸水膨胀，导致混凝土拌合物更加粘稠，流动性变差。蒙脱土自身不具有水化性，混凝土硬化后，蒙脱土里的水蒸发或着参加其他物质的水化，导致蒙脱土体积收缩，造成体积稳定性变差，产生很多微细的小裂纹。如果为了满足混凝土和易性的要求，多加水，一部分被泥颗粒吸收，剩下的用于混凝土的流动，这样会对混凝土的强度造成严重的威胁。

砂的压碎值高，预示着其孔隙率一般也偏高，吸附性强，也是造成工作性迅速下降的原因之一。

3 结语与建议

这个案例很蹊跷，怎么会让大家一直都没有怀疑砂，而都在怀疑水泥？回访发现：第一是恰巧那几天更换了 P·O42.5水泥品种，大家自然怀疑水泥。第二，被大家忽略的是，用 P·O52.5水泥的作业线一直用河砂，而用 P·O42.5水泥用的是破碎砂，破碎砂质量很不稳定，几个厂家供料，质量波动大，出现问题给大家造成了误判。

从这个案例上看出，出现问题后不要急于下结论，对比排除试验是最直接找到问题关键环节的有效方法，在以后的生产中，也特别要关注砂的质量，砂的压碎值高，反映了其强度偏低，影响混凝土的强度，同时预示着其孔隙率一般也偏高，吸附性强，造成工作性下降，容易引发质量缺陷，导致耐久性的不足。