浅谈影响混凝土坍落度的因素

2020-03-07张迎春

工程技术与管理 2020年7期

张迎春

山西铁建工程监理咨询有限责任公司，中国·山西太原 037000

坍落度是混凝土拌合物的重要性能之一，在实际施工中用来判别混凝土施工和易性好坏的一项指标，即混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能，是一个很综合的性能指标，其中包含流动性、粘聚性和保水性。如果坍落度较大，容易引起拌合物的离析，如果坍落度太小，则给施工带来困难。混凝土的坍落度损失直接影响混凝土的施工性，而且还影响混凝土硬化后的质量，因此，分析影响混凝土坍落度的因素，对于预防混凝土坍落度损失，从而提高混凝土的施工性，保证混凝土后期质量，都有很重要的意义。

影响；混凝土；坍落度；因素

1 引言

“百年大计，质量第一”作为中国工程建设的基本方针，建筑人一直把工程质量作为建筑企业生存和发展的硬核之一，不断完善建筑技术，提高工程项目质量管理水平，以满足当代社会人们生产和生活的需要。建筑工程企业把提高混凝土质量作为提高工程质量的重要保证。

混凝土设计和施工都会提出对混凝土拌合物性能的要求，拌合物出了问题，则硬化后的混凝土质量无法保证，所以拌合物性能是混凝土质量控制的重点之一[1]。坍落度是混凝土拌合物的重要性能之一，是指混凝土的和易性，即混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能，是一个很综合的性能指标，其中包含流动性、粘聚性和保水性。混凝土坍落度是混凝土内在质量的外在表现，极为重要。性能良好的混凝土应具有校好的粘塑性，混凝土泌水小，不宜离析。混凝土的坍落度设定,应根据建筑物的结构断面、钢筋含量、运输距离、浇注方法、运输方式、振捣能力和气候等条件决定，在选定配合比时应根据设计及施工综合考虑，采用适宜的坍落度。坍落度过大或过小，都会对混凝土质量产生影响。采用泵送混凝土时，如果坍落度小，极易堵塞泵管，影响混凝土施工。反之，如果坍落度过大，水胶比增大，混凝土就会离析，使混凝土结构强度下降。

论文根据混凝土拌合物的特性，简要分析混凝土坍落度的影响因素。

2 影响混凝土坍落度的主要因素

2.1 水泥对混凝土坍落度的影响

（1）水泥品种的影响

水泥熟料的矿物组成和其矿物形态，直接影响到水泥水化硬化的进程以及对外加剂的吸附，因此对混凝土的施工性能有很大的影响。水泥品种不同，水化时需要消耗的拌合水量也不一样，造成混凝土坍落度损失程度也不一样。一般来说，硅酸盐水泥及普通水泥拌制的混凝土，其流动性较大，粘聚性及保水性较好；矿渣水泥拌的混凝土拌和物，其粘聚性的保水性较差。水泥中碱含量要低，碱含量高对高效高性能减水剂适应性变差，混凝土坍落度也会受到影响。

（2）水泥细度（比表面积）的影响

水泥生产厂家为了提高水泥的标号，最简单的方法就是提高水泥的比表面积，水泥的细度会影响水泥的标准稠度需水量。通常，水泥的比表面积越大，需水量越大。特别是掺有火山灰类混合材的水泥，往往比表面积很大，水泥标准稠度需水量很高，在混凝土水灰比相同的条件下，会使混凝土的坍落度降低。如果水泥的细度波动大，就会造成混凝土坍落度的波动。铁路建设工程中要求水泥的比表面积为300m2/kg-350m2/kg[2]。

（3）水泥温度的影响

刚生产出来的水泥，内部温度很高，运至工地需要静置一段时间，才可以使用。水泥温度对混凝土坍落度的影响往往被施工人员所忽视。特别是夏季施工时，水泥温度高，不仅会使混凝土温度升高，而且坍落度会因水泥温度高，吸水较大而变小。

（4）水泥与外加剂的适应性影响

水泥品种与混凝土外加剂的种类之间存在适应性问题，如果混凝土外加剂与水泥的适应性不好，会严重影响混凝土的流动性，造成混凝土的坍落度控制不好。

2.2 外加剂对混凝土坍落度的影响

（1）外加剂品种的影响

不同的外加剂由于作用机理的不同，会给混凝土坍落度及其损失产生不同的影响，与不同种类的水泥之间的相容性也有很大的区别。例如，萘系高效减水剂由于其减水机理是静电斥力为主，在水泥水化初期，由于水泥颗粒表面静电斥力大，在相同用水量时，混凝土坍落度就会增大，但随着水泥的不断水化，水泥颗粒表面静电斥力减小，混凝坍落度损失增大。而对于聚羧酸系减水剂，其作用机理和萘系不同，是空间位阻作用，所以用聚羧酸系减水剂的混凝土的初期流动性较高，并且混凝土的坍落度损失较小。应根椐施工季节、气温、结构类型、远近、高度等施工工艺要求及混凝土等级、质量要求，掺入不同性质、数量的外加剂，以确保混凝土拌合物的性能良好。

（2）外加剂掺加方法的影响

减水剂的不同掺加方法，对混凝土坍落度及其损失的影响是不同的。减水剂的掺加方法一般有三种，分别是先掺法、同掺法和后掺法。不同的掺加方法，会影响到水泥的水化速度和后期混凝土拌合物中液相减水剂的浓度。一般混凝土拌合物中后期液相减水剂浓度越高，混凝土拌合物后期坍落度就会越大，即坍落度损失越小。

（3）外加剂和水泥的适应性的影响。

2.3 矿物掺合料对混凝土坍落度的影响

混凝土掺合料最普遍的是粉煤灰和矿渣粉。矿物掺合料改善了水泥的颗粒级配，从而减少了需水量，有利于改善混凝土的流动性。同时，矿物掺合料的反应为潜在的水化反应和火山灰效应，其降低了水化初期水泥对水的消耗，有利于改善混凝土的流动性。但是，当掺合料中的含碳量超过5%时，由于碳对水和外加剂的吸附，导致混凝土坍落度降低，也增加了混凝土坍落度损失。

2.4 粗细骨料对混凝土坍落度的影响

（1）骨料级配的影响

普通混凝土中，骨料的体积占到60%以上。骨料是混凝土中承受荷载、抵抗侵蚀和增强混凝土体积稳定性重要的组成材料。因此，骨料的性能对混凝土拌合物的性能有直接影响。在混凝土配合比相同的情况下，采用级配不好的骨料，其空隙率大，混凝土拌和物易产生离析泌水等问题，粘聚性及保水性能均较差。若骨料过细，则比表面积增大，会加大对水分的吸收，所以在相同用水量的情况下，混凝土的坍落度变小。同时，骨料级配的波动，也会影响混凝土的坍落度。因此，尽量采用级配良好、质地坚固、吸水率低、孔隙率小、线涨系数小的骨料拌制混凝土。

（2）骨料含水率的影响

试验室出具的理论配合比，是骨料含水率为0 的状态。在施工中，试验确定含水量时局限性较大，若粗细骨料的含水率测定不准确，拌制混凝土时骨料吸水率不同会造成混凝土坍落度不同程度的偏差，使混凝土含水率过大或过小，都会导致混凝土拌合物的坍落度变化。

（3）骨料中砂率的影响

砂率是指砂的用量占砂石总用量的百分率。砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数之一。确定合理的砂率可使混凝土拌合物具有良好的工作性，在搅拌、运输和成型过程中，能满足施工所需的流动性、粘聚性和保水性。

在混凝土拌合物中，砂是用来填充石子的空隙。在水胶比确定的条件下，砂率的变化会导致骨料总的表面积发生变化，若砂率大,则骨料的总表面及空隙率增大，混凝土拌和物就显得干稠，流动性小。若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用，也会降低混合物的流动性，同时会使粘聚性和保水性变差，使混凝土混合物显得粗涩，粗骨料离析，水泥浆流失。因此，砂率既不能过大，也不能过小。当施工工艺和环境条件未发生明显变化，原材料的品质在合格的基础上发生波动时，可对混凝土外加剂用量、细骨料分级比例、砂率进行适当调整，调整后混凝土的拌合物性能应与原配合比一致[2]。

2.5 搅拌时间对坍落度的影响

混凝土搅拌时间过长或过短，都会造成混凝土坍落度的变化。混凝土搅拌时间过长会造成骨料吸水量加大，使混凝土熟料中的自由水份减少，造成混凝土坍落度的损失，搅拌时间过短，混凝土拌合不均匀，水泥不能完全水化，外加剂的性能不能全部发挥出来，造成混凝土坍落度不稳定，影响混凝土工作性。有特殊要求混凝土及冬期施工混凝土，其搅拌时间也有不同要求。

2.6 施工环境对坍落度的影响

施工环境中的温度和湿度是影响混凝土坍落度的两个主要因素。

混凝土拌和物温度越高，水泥水化加快时游离水变为结合水的比例就越大，塌落度损失越快；拌和物温度越低，拌和物塌落度损失越慢。通常来说，温度每上升10℃，坍落度经时损失会增大10%～40%左右。温度过低，水泥难以水化，混凝土达不到设计强度。环境相对湿度越小，水分蒸发越快，浆体流动性越小，混凝土坍落度损失加大。夏季35℃以上高温，坍落度损失会加快50%以上；当工地昼夜平均气温连续3d 低于+5℃或最低气温低于0℃时，应采取冬期施工措施；当工地昼夜平均气温高于30℃时，应采取夏季施工措施[2]。

混凝土浇筑时间不同，也是造成混凝土坍落度损失的一个重要原因。早上和晚上气温低，水份蒸发慢，影响较小；中午和下午气温高水份蒸发快，影响较大。水份损失越快混凝土坍落度损失越大，混凝土的流动性、粘聚性等越差，质量越难保证。