粘度改良劑提高混凝土和易性減少離析

混凝土；離析；坍落度；材料；影響
　　1水泥對混凝土坍落度損失的影響

　　1.1水泥的基本組成

　　硅酸鹽水泥熟料主要由四種氧化物組成。這四種基本的氧化物為氧化鈣（Ca0）、氧化硅（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）和氧化鐵（Fe2O3）。經過高溫煅燒，形成硅酸三鈣（3CaO·SiO2）簡稱為C3S；硅酸二鈣（2CaO·SiO2）簡稱為C2S；鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）簡稱為C3A；鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3）簡稱為C4AF。

　　1.2細度、顆粒級配對坍落度的影響

　　水泥的細度也將影響混凝土坍落度的損失，在相同條件下，水泥越細，水化速度越快，造成坍落度損失也就越大。另一方面，水泥越細，水泥顆粒數量越多，在相同水灰比時水泥顆粒之間的距離也就越小，當水泥水化時，所形成的水化產物很容易將這些較小的顆粒連接起來，故而造成混凝土坍落度的損失較大。試驗研究中在水泥水化過程中，3～30μm的熟料顆粒主要起強度增長作用，而大于60μm的顆粒則對強度不起作用。小于l0μm的顆粒主要起早強作用，而小于l0μm的顆粒需水量大。流動性好的水泥l0μm以下顆粒應少于10%。顆粒越細，需水量越大，早期強度越高，這必將加劇混凝土坍落度損失。

　　2礦物摻合料對混凝土坍落度損失的影響

　　礦物摻合料對新拌混凝土的坍落度損失有著三方面的影響。一是影響膠凝材料的水化速度；二是影響水泥漿體的保水性能；三是影響水泥漿體的粘度如礦物摻合料對水有緩慢的吸附作用，緩慢吸附過程本身就是一個使液態水減少的過程，摻入這種礦物摻合料可使混凝土的坍落度損失增大。

　　3集料對混凝土坍落度損失的影響

　　3.1集料有害雜質對混凝土坍落度損失的影響

　　集料中的有害雜質有三類：（1）妨礙水泥水化的物質；（2）妨礙集料與水泥漿很好粘結的物質；（3）集料中本身性能較差或不安定的顆粒。

　　在細集料方面：一方面含泥量的增加，使其集料的比表面積隨之增加，另一方面，含泥中粘土類礦物通常有較強的吸水性。固此，當混凝土用水量不變時，含泥量增加，混凝土坍落度損失將增加。在泥土包裹其集料的表面的情況下，當含泥量為1%～3%時對新拌混凝土坍落度的影響不明顯。但當含泥量超過4%時，對新拌混凝土坍落度的影響明顯增加。

　　在粗集料方面：石粉含量對混凝土的坍落度影響相對小些。如果保持混凝土用水量不變時，石粉含量每增加2%，坍落度損失1cm。另一方面針狀、片狀集料對混凝土的流動性及坍落度有著十分顯著的影響。針狀、片狀集料越多，混凝土的流動性越差。在相同混凝土用水量時流動性也就越小。針片狀集料對混凝土流動性的影響可以歸結為三方面原因：（1）含針狀片狀顆粒的集料一般孔隙率較大，使得集料的堆積密度降低。（2）針狀片狀集料的比表面積較大，必然增加與水泥漿體的接觸面積及表面需水量。（3）針狀片狀集料在新拌漿體的運動阻力較大，在新拌漿體中由于針狀片狀集料相互支撐作用，阻礙其它集料顆粒的運動。同時，常常受到其他集料顆粒的阻礙。

　　3.2集料的吸水率對混凝土坍落度損失的影響

　　混凝土在拌制時如采用干集料，而且集料的吸水率較大的話，它可以從混凝土中吸取大量水分，使混凝土中的自由水分減少，導致混凝土坍落度減小。例如：在普通混凝土中，細集料用量大約為700kg/m3，粗集料用量大約為1100kg/m3。如集料的吸水率為1%，則細集料可吸取7kg水，粗集料可吸取11kg的水。若這一吸水過程在1h內完成，細集料就有可能使混凝土的坍落度在1h內損失20~30mm，對于粗集料也可作同樣的考慮，他的吸水作用可使混凝土的坍落度損失達到40～50mm。若拌制混凝土時，粗細集料均為干料，可使混凝土的坍落度損失達到60～80mm甚至更多。由此可見，集料的吸水作用對混凝土的坍落度損失有不可忽略的影響。

　　3.3集料吸水速度對混凝土坍落度損失的影響。

　　如果集料吸水速度很快，吸水過程在攪拌階段就已經基本完成，混凝土制成后，集料不表現出明顯的吸水作用，因而也就不表現出明顯的坍落度損失。此現象影響到的是混凝土單位用水量。如果集料的吸水速度很慢，在遇水后的短時間內僅吸附很少的水，大量的水分是在以后的一個較長時間內逐漸吸附的。此現象不僅影響到混凝土單位用水量，對混凝土坍落度損失也有影響，如集料的吸水主要集中在拌水后的1～2小時內，則會顯著地影響混凝土坍落度的損失。

　　在通常情況下，集料不與水反應，但它也可以由液體性質轉變為固體性質。這就是集料顆粒對水的吸附性。由于集料表面吸附了一定數量的水，這部分水轉變為固體性質，使具有液體性質的水減少，混凝土的流動性也就隨之減小。因此，集料顆粒對水的吸附作用也導致混凝土坍落度損失。

　　4化學外加劑對混凝土坍落度損失的影響

　　化學外加劑對混凝土坍落度損失的影響主要表現為與膠凝材料的適應性方面。如有些化學外加劑用于某種水泥時混凝土坍落度損失較大，用于其他水泥時混凝土坍落度損失則較小。因此化學外加劑與膠凝材料之間有一個相互適應的問題。

　　(1)化學外加劑與水泥不適應時常會出現一些具有特征的表現形式

　　①選擇性：水泥與化學外加劑配合時是否出現不適應現象是有選擇的。也就是說，對于某一種水泥，并非是與所有的化學外加劑配合時都會出現相同的現象。或對于某一種化學外加劑并非與所有品種水泥配合時都會出現相同的現象，正因為表現出這種選擇性才表明水泥與化學外加劑之間有一個相互適應的問題

　　②立性：水泥與化學外加劑不適應所表現出來的各種現象是相互立的。也就是說，某一現象的出現不能決定其他現象的出現與否。在各種現象之間，目前還沒有發現內在的聯系。

　　③相互性：水泥與化學外加劑的適應性是相互的。當表現出不適應的現象時不能單純的將問題歸于某一方，而應從兩個方面考慮，另一方面，雙方所追求地應該是盡可能寬的適應范圍，而不是某一個具體的產品。

　　(2)目前，對水泥與化學外加劑不適應而影響混凝土坍落度損失的原因并不是十分清楚的，但也有了一些研究。從水泥方面來看，有以下觀點：

　　①認為混凝土坍落度損失與水泥對減水劑的吸附有關，不同水泥礦物對減水劑的吸附能力是不同的，研究表明水泥中主要礦物對減水劑吸附能力的順序是：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S。如果吸附能力較強，加水拌和時，較多的減水劑的濃度顯著下降，導致對水泥起分散作用的減水劑量漸顯不足，因而，引起混凝土坍落度損失，在研究中也曾發現，使用摻有燒失量較大的粉煤灰時，混凝土的坍落度損失較大。

　　②認為水泥中的堿和SO3含量是影響化學外加劑適應性的重要參數。根據試驗研究表明：

　　1）高可溶性SO3和高堿含量的水泥，這種水泥對外加劑的適應性較好。

　　2）中等可溶性硫酸鹽和堿含量的水泥，這種水泥對外加劑的適應性較差。

　　3）可溶性硫酸鹽少的低堿水泥，這種水泥對外加劑的適應性很差。

　　也有人用熟料的硫化度來反應熟料中SO3與堿的關系。試驗結果表明，水泥的硫化度高時，混凝土坍落度的經時性損失小，水泥的硫化度低時，混凝土坍落度的經時性損失大。

　　（3）水泥的細度與級配也會影響與化學外加劑的適應性。水泥越細時化學外加劑的吸附也就越大，從而使化學外加劑的作用效果減弱。同時，較細的水泥水化速度較快，因此，混凝土坍落度損失較大。

　　從化學外加劑方面來看，也提出一些觀點：

　　①大分子量的減水劑對C3S水化的延遲作用較強，因此對C3S含量較高的水泥有較好的適應性。

　　②SO3含量較高的減水劑適應SO3含量較低的水泥，SO3含量較低的減水劑適應SO3含量較高的水泥。原因是SO3含量對凝結時間有著較大的影響。隨著SO3含量的增加，凝結時間延長。但當SO3含量超過一定值后，凝結時間則隨SO3含量的佳而縮短。也就是說，當SO3含量較少時，體系中的SO3起緩凝作用；當SO3含量超過一定值后，體系中的SO3則起促凝作用。當水泥中的SO3含量較少時，減水劑帶入的SO3是對水泥中SO3不足的一個補充，可以使水泥的水化反應進一步地延緩。因此，可以減小混凝土坍落度的損失。當水泥中的SO3含量較多時，減水劑帶入的SO3使SO3總量超過臨界值，從而由緩凝轉變為促凝。因此，使混凝土坍落度的損失大。

　　③對于正常水泥來說，石膏的摻入量是合適的，不會出現SO3不足的“欠硫化”現象。但對于摻入大量混合材的水泥，特別是摻入大量礦渣的水泥，由于礦渣中鋁酸鹽礦物較多，需要更多的石膏，因而可能出現“欠硫化”現象，而運用中的化學外加劑不能給予補充，從而導致緩凝不足，造成混凝土坍落度損失較大。

　　5環境條件對混凝土坍落度的影響

　　一般來講，環境溫度越高，水泥水化速度越快；濕度越小,混凝土對外失水相對較多；天氣干燥，水分蒸發；攪拌過程中氣泡的外溢等，均導致混凝土坍落度的損失。相同條件下,強度越高,水灰比越小的混凝土坍落度損失越大。眾所周知，商品混凝土本身是一種半成品，混凝土質量的優劣，從混凝土坍落度表現出來。在通常情況下用坍落度評定商品混凝土的流動性，因此，對影響混凝土坍落度損失的分析尤為重要。以上分析了影響混凝土坍落度損失的各種因素，但實際情況是復雜的，混凝土坍落度損失可能是某一種原因引起的，也可能是幾種原因綜合作用的結果。只有掌握了引起坍落度損失的原因，才能有的放矢地采取相應的技術措施，取得好的效果。

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