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混凝土坍落度损失过快原因分析

文章来源:中国水泥网 人气:日期:2019-03-12 09:37

随着混凝土工艺和性能的发展,高性能混凝土、自密实混凝土等相继得到广泛应用。这些混凝土施工不再单纯考虑混凝土的强度,还要考虑混凝土的耐久性和施工性。混凝土在拌合站开始搅拌至运到现场进行浇筑,中间需要运输、停放的时间,这期间会使混凝土的和易性变差,混凝土的这种现象又称为坍落度经时损失。混凝土的坍落度损失直接影响了混凝土的施工性,给施工带来困难,可能造成施工事故,而且影响硬化混凝土的质量。因此,分析引起混凝土坍落度过快的原因,对于预防混凝土坍落度损失具有指导意义,从而提高混凝土的施工性。

影响混凝土坍落度损失的因素十分复杂,如水泥水化放热及矿物组成、外加剂及掺加方式、环境条件、混凝土搅拌及运输方式、施工配合比、水泥用量和矿物掺合料用量等。论文主要从以下几个方面探讨引起混凝土坍落度损失的原因。

1. 混凝土坍落度损失影响因素-水泥

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。水泥水化消耗自由水,并产生水化产物,使新拌混凝土的黏度增大是导致坍落度损失的主要原因。水泥熟料四大矿物为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。其中铝酸三钙水化最快,如果没有合适的调凝组分,铝酸三钙很快水化生成片状的水化铝酸四钙,这些水化产物相互搭接,致使新拌混凝土很快丧失流动性。硅酸三钙水化反应也很快,并且由于硅酸三钙是水泥熟料中含量高的矿物,其水化程度直接影响浆体的凝结硬化。因此,熟料中铝酸三钙和硅酸三钙含量的水泥,特别是铝酸三钙含量高的水泥,初期水化快,易造成混凝土坍落度损失。

水泥组分中的石膏也会对混凝土的坍落度产生很大影响。在水泥粉磨过程中,由于熟料温度很高,会使水泥所用的二水石膏发生脱水形成半水石膏、无水石膏,使硫酸盐的活性增加。因二水石膏的溶解度和溶解速率小于半水石膏,但大于无水石膏,故石膏能调节水泥硬化凝结时间。掺入一定量石膏后,会使水泥水化速度变慢,但掺入石膏量不足或过多时,反而会使水泥的水化速度增快,导致浆体丧失流动性。石膏存在时,C3A与石膏反应生成钙矾石。如石膏的活性与C3A匹配,则生成凝胶状钙矾石,覆盖在C3A面,抑制其水化,这时混凝土工作性良好。如果石膏活性不足,生成针棒状钙矾石及水化铝酸钙,造成水泥浆体流动性丧失。如石膏含量过大,则会生成条状次生石膏导致流动性丧失。

水泥生产厂家为了提高水泥的标号,最简单的方法就是添加适量的助磨剂以提高水泥的比表面积,改变水泥颗粒级配,使水泥颗粒堆积体重空隙率增大,需水量增大,导致水泥水化反应加快,坍落度损失增大,施工性不好。

水泥熟料在生产过程中由原材料带入少量的碱,部分碱固熔到熟料矿物中,部分以可溶性碱的形式存在。可溶性碱对水泥的水化有促进作用,对混凝土的施工性和强度都产生影响。有专家研究过碱与混凝土外加剂适应性问题,研究指出:可溶性碱加快了水泥的水化反应,从而导致了水泥的需水量增加,坍落度减小,坍落度损失增大。

2.混凝土坍落度损失影响因素-外加剂

现如今,外加剂和水泥的种类繁多,不同的外加剂与不同种类的水泥之间的相容性也有很大的区别。水泥与外加剂的相容性与其对外加剂的吸附量有关。外加剂主要被吸附到水化产物表面。凡是水化快和产生的水化产物比表面积大的水泥,吸附的外加剂就越多,与外加剂的相容性就越差。水泥熟料的矿物组成中,水化最快的是C3A,其水化产物比表面积较大,因此对外加剂吸附较大。水泥中几种矿物对外加剂的吸附能力为: