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(jīng)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(xì)度、顆粒級配對坍落度的影響

　　水泥的細(xì)度也將影響混凝土坍落度的損失，在相同條件下，水泥越細(xì)，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(xì)，水泥顆粒數(shù)量越多，在相同水灰比時水泥顆粒之間的距離也就越小，當(dāng)水泥水化時，所形成的水化產(chǎn)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(yàn)研究中在水泥水化過程中，3～30μm的熟料顆粒主要起強(qiáng)度增長作用，而大于60μm的顆粒則對強(qiáng)度不起作用。小于l0μm的顆粒主要起早強(qiáng)作用，而小于l0μm的顆粒需水量大。流動性好的水泥l(xiāng)0μm以下顆粒應(yīng)少于10%。顆粒越細(xì)，需水量越大，早期強(qiáng)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(tài)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(zhì)對混凝土坍落度損失的影響

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

　　在細(xì)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(qiáng)的吸水性。固此，當(dāng)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(dāng)含泥量為1%～3%時對新拌混凝土坍落度的影響不明顯。但當(dāng)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(jié)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(yùn)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(yùn)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(dǎo)致混凝土坍落度減小。例如：在普通混凝土中，細(xì)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(xì)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(nèi)完成，細(xì)集料就有可能使混凝土的坍落度在1h內(nèi)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(dá)到40～50mm。若拌制混凝土?xí)r，粗細(xì)集料均為干料，可使混凝土的坍落度損失達(dá)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(jīng)基本完成，混凝土制成后，集料不表現(xiàn)出明顯的吸水作用，因而也就不表現(xiàn)出明顯的坍落度損失。此現(xiàn)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(nèi)僅吸附很少的水，大量的水分是在以后的一個較長時間內(nèi)逐漸吸附的。此現(xiàn)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(nèi)，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(yīng)，但它也可以由液體性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w性質(zhì)。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(shù)量的水，這部分水轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w性質(zhì)，使具有液體性質(zhì)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(dǎo)致混凝土坍落度損失。

　　4化學(xué)外加劑對混凝土坍落度損失的影響

　　化學(xué)外加劑對混凝土坍落度損失的影響主要表現(xiàn)為與膠凝材料的適應(yīng)性方面。如有些化學(xué)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(xué)外加劑與膠凝材料之間有一個相互適應(yīng)的問題。

　　(1)化學(xué)外加劑與水泥不適應(yīng)時常會出現(xiàn)一些具有特征的表現(xiàn)形式

　　①選擇性：水泥與化學(xué)外加劑配合時是否出現(xiàn)不適應(yīng)現(xiàn)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(xué)外加劑配合時都會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?；?qū)τ谀骋环N化學(xué)外加劑并非與所有品種水泥配合時都會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象，正因?yàn)楸憩F(xiàn)出這種選擇性才表明水泥與化學(xué)外加劑之間有一個相互適應(yīng)的問題

　?、诹⑿裕核嗯c化學(xué)外加劑不適應(yīng)所表現(xiàn)出來的各種現(xiàn)象是相互立的。也就是說，某一現(xiàn)象的出現(xiàn)不能決定其他現(xiàn)象的出現(xiàn)與否。在各種現(xiàn)象之間，目前還沒有發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的聯(lián)系。

　?、巯嗷バ裕核嗯c化學(xué)外加劑的適應(yīng)性是相互的。當(dāng)表現(xiàn)出不適應(yīng)的現(xiàn)象時不能單純的將問題歸于某一方，而應(yīng)從兩個方面考慮，另一方面，雙方所追求地應(yīng)該是盡可能寬的適應(yīng)范圍，而不是某一個具體的產(chǎn)品。

　　(2)目前，對水泥與化學(xué)外加劑不適應(yīng)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(diǎn)：

　?、僬J(rèn)為混凝土坍落度損失與水泥對減水劑的吸附有關(guān)，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(qiáng)，加水拌和時，較多的減水劑的濃度顯著下降，導(dǎo)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(fā)現(xiàn)，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(rèn)為水泥中的堿和SO3含量是影響化學(xué)外加劑適應(yīng)性的重要參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)性很差。

　　也有人用熟料的硫化度來反應(yīng)熟料中SO3與堿的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，水泥的硫化度高時，混凝土坍落度的經(jīng)時性損失小，水泥的硫化度低時，混凝土坍落度的經(jīng)時性損失大。

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

　　從化學(xué)外加劑方面來看，也提出一些觀點(diǎn)：

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

　　②SO3含量較高的減水劑適應(yīng)SO3含量較低的水泥，SO3含量較低的減水劑適應(yīng)SO3含量較高的水泥。原因是SO3含量對凝結(jié)時間有著較大的影響。隨著SO3含量的增加，凝結(jié)時間延長。但當(dāng)SO3含量超過一定值后，凝結(jié)時間則隨SO3含量的佳而縮短。也就是說，當(dāng)SO3含量較少時，體系中的SO3起緩凝作用；當(dāng)SO3含量超過一定值后，體系中的SO3則起促凝作用。當(dāng)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(bǔ)充，可以使水泥的水化反應(yīng)進(jìn)一步地延緩。因此，可以減小混凝土坍落度的損失。當(dāng)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(zhuǎn)變?yōu)榇倌?。因此，使混凝土坍落度的損失大。

　?、蹖τ谡Ｋ鄟碚f，石膏的摻入量是合適的，不會出現(xiàn)SO3不足的“欠硫化”現(xiàn)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(xiàn)“欠硫化”現(xiàn)象，而運(yùn)用中的化學(xué)外加劑不能給予補(bǔ)充，從而導(dǎo)致緩凝不足，造成混凝土坍落度損失較大。

　　5環(huán)境條件對混凝土坍落度的影響

　　一般來講，環(huán)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(fā)；攪拌過程中氣泡的外溢等，均導(dǎo)致混凝土坍落度的損失。相同條件下,強(qiáng)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(zhì)量的優(yōu)劣，從混凝土坍落度表現(xiàn)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(shí)際情況是復(fù)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(jié)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(yīng)的技術(shù)措施，取得好的效果。

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