论混凝土坍落度损失的原因及改善措施
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【摘 要】文章简要叙述了减水剂、水泥等拌合物原材料及配合比对混凝土坍落度的影响，并从混凝土原材料的选择、外加剂等3个方面的质量控制，阐述了的制作优良混凝土的关键。
【关键词】坍落度；泵送；外加剂；配合比
商品混凝土的推广应用已有10多年的历史，商品混凝土的应用离不开外加剂，最早用于商品混凝土的外加剂是木钙，以后是高效减水剂，随着水泥的变化，砂、石原材料的劣化，以及运距增加等因素，单一减水剂已达不到商品混凝土的泵送要求，逐渐发展为复合泵送剂。再几年生产和施工实践中，经常会听到商品混凝土坍落度损失的问题，影响混凝土坍落度损失的原因归纳起来大致有下列几点，即减水剂的化学性能、水泥、砂石原材料的质量，环境的温、湿度等，这些因素又互相影响，因此解决坍落度损失应综合考虑。由水泥厂、外加剂厂、搅拌站共同配合着解决。对混凝土而言，水泥及外加剂是原材料，搅拌站则要根据这些原材料来调配混凝土，因此制作优良的混凝土关键在搅拌站。
1 混凝土坍落度损失的原因
1、减水剂的化学性能影响混凝土的减水率及坍落度损失。
所有外加剂与水泥之间都存在适应性问题，而减水剂是应用最普遍的品种，几乎所有复合外加剂都要用减水剂，因此在实际工程中，减水剂对混凝土的适应性反应也最强烈。
国内用得较多的是木钙及高效减水剂。木钙遇到用无水石膏作调节剂的水泥，由于木钙干扰水泥中硫酸盐的溶解会引起水泥的速凝，坍落度损失较大。荼系减水剂如果磺化过程中温度、时间、水解过程控制不好，磺化产物中β—荼磺酸所占比例小，则高效减水剂的分子量低即聚合度低效果差，剩余硫酸钠含量少效果好，粉剂减水剂减水率小于液体，丹坍落度损失小于液体减水剂。
2、水泥与外加剂的适应性是坍落度损失最主要的影响因素。
水泥的细度，熟料的矿物组成，石膏调凝剂的含量及形态，水泥碱含量，水泥的原材料及掺合料以及水泥匀质性都影响混凝土的坍落度损失。
水泥新标准与过去老标准相比，是提高了水泥标号，工厂为了提高水泥标号最简单的方法是增加水泥的细度，细度提高比表面积增加，即水泥吸附外加剂的量增加，水泥水化速度加快，导致混凝土坍落度损失加快。
水泥熟料的矿物组成主要为C3A、C3S、C2S、C4AF，其对外加剂的吸附量C3A>C4AFC3S>C2S，以C3A对外加剂的吸附量最大。水泥厂由于工艺设计参数的限制，加之节能的要求，多采取短焰急烧，这就需要提高烧成过程中的液向含量，这就是AL2O3的含量。否则AL2O3含量低，产量就下降，同时操作也相对困难，这也是水泥中C3A不能降低的一个原因，它给混凝土带来的就是坍落度损失加快。
作为水泥本身的调凝剂石膏，其含量与形态对水泥凝结时间的影响很大。水泥所用的二水石膏，在粉磨过程中，由于温度高会使部分二水石膏脱水成半水石膏和无水石膏，半水石膏在水中的溶解速率和溶解度大于二水石膏，无水石膏则小于二水石膏，而SO4-2浓度太高与太低都会引起水泥的“闪凝”。
为了解决碱骨料引起的混凝土耐久性问题，市场上使用的大多为低碱水泥。以往认为水泥碱含量高则混凝土坍落度损失大，但对于低碱水泥来说，当加入高效减水剂时，初始混凝土坍落度会较大，经时坍落度瞬时并未改善，而且高效减水剂稍有超量，混凝土就会发生离析和泌水，严重影响混凝土的和易性。
传统的水泥原材料始石灰石、粘土烧成熟料，由于资源及环境保护要求，如北京粘土不允许作为水泥原材料，而用砂岩代替粘土取得SIO2，这种熟料制成的水泥粘性不好，和易性较差，水泥不易流动且易泌水。水泥的掺合料传统用的始水淬矿渣，粉煤灰，而目前有用火山灰，煤矸石、窑皮，沸石粉的，矿渣、粉煤灰对减水剂适应性较好，后三者吸附减水剂较多，达到相同坍落度就得加大掺量。
每年进入施工旺季，从4月份开始，由于水泥用量增加，供不应求甚至刚磨的水泥就供货，水泥温度高达80~90℃，由于库存少，水泥匀化不好，即使同一标号，同一仓的水泥其性能也会有差异。水泥存放时间越短，水泥越新鲜，水泥温度愈高水泥用水量越大，高效减水剂对其塑化效果越差。
进入水泥销售旺季，为了增加产量，提高磨机效率，一般加入助磨剂，而助磨剂也是增加坍落度损失的原因之一。
3、混凝土拌合物的原材料及配合比的影响。
随着砂石原材料品质的降低，颗粒粒形差，针片状多，含泥量增加，混凝土中胶集料及用水量就需增大，减水剂也要增加，如民族园工程，实际使用与试配时砂、石材料不一致，导致坍落度不一致影响泵送效果，只有重新试配才解决此问题。
砂石的含水率也是影响坍落度损失的因素之一，在每单方混凝土相同用水量的条件下，含水率大的砂、石比含水率小的砂石拌制的混凝土坍落度损失小，损失值可相差50~60mm，这是由于湿的砂、石经时不再吸水。
加入高效减水剂的混凝土，减少了用水量，当混凝土中用水量较小时，水泥、砂石对水的吸附、水化都争夺用水，特别始高强度性能混凝土由于水灰比很小，对减水剂的适应性就更突出。
4、环境温度的影响。
春季风大，气候干燥，混凝土中水分蒸发快，气温越高水泥水化反应越快，坍落度损失就越快，如小搅拌站用同样的PPT泵送剂，在气温18℃时，混凝土出机坍落度210mm1小时后仍为210mm，但当气温为28℃时，相同的出机坍落度1小时后仅有120mm，说明气温对坍落度损失的影响，如果混凝土运输车运程较远，则新拌混凝土因水化及水份蒸发快，坍落度损失距更大。因此每年4~6月由于水泥、气温等综合影响，是混凝土坍落度损失最大的季节。
2 改善混凝土坍落度的损失的措施
1、水泥生产应考虑水泥的质量不仅仅是水泥的活性，还应根据用户的信息不断调整水泥的使用性能。各厂水泥的标号已按标准达到强度要求，但标准中对水泥的需水量，流动性没有指标，这些对混凝土坍落度及坍落度损失都有影响。水泥与减水剂的适应性如前所述有很多因素，但从宏观性能上反映在水泥的需水量上，即水泥的标准稠度，标准稠度小的水泥需水量小且坍落度损失小。
因此，我们希望水泥的细度不宜太细，即比表面积不要太高，C3A含量低些，通过实验确定一个合理的石膏掺量和粉磨温度，使二水石膏的含量高。在水泥需求旺季也应有足够的库存，避免热水泥出厂。寻找合适的助磨剂及粘土替代品，使水泥有足够的粘性，以减少混凝土的泌水及坍落度损失。
2、外加剂厂配制泵送剂代替高效减水剂，由于水泥原材料及制作工艺不同，不同水泥对外加剂有不同的适应性，不可能一种泵送剂适应所有的水泥及混凝土拌合物，因此与搅拌站密切配合，根据不同需求配置不同内容的泵送剂，以满足施工的需要。目前要解决的是混凝土坍落度损失小与早强的矛盾，泌水的问题以及价格的问题。
3、如前所述，所有原材料都在搅拌站加工成混凝土，因此对材料的选择就很重要。首先要选择符合质量标准的砂石，且根据施工要求，注意粒形及级配，选择水泥与外加剂相互适应性好的材料，为改善混凝土的坍落度损失，应掺粉煤灰或其他矿物掺合料，但掺合料应事先做试验，各地的粉煤灰性能是不一样的，有的减水好，但和易性不好，有的碱含量过高，有的又需水量过大，在材料选择合适后，进行混凝土配合比试验，如调整胶集料用量、砂率、用水量、外加剂掺量等，使混凝土既达到强度指标又满足坍落度的要求。在实际施工中，还得根据气候温湿度对外加剂掺量进行调整。在这里特别提出来的是，对泵送混凝土而言，配合比设计时，不仅仅是强度指标，而且应考虑倒混凝土的施工性能及耐久性。
最后要强调的制作优良混凝土的条件是：选择合适的水泥、外加剂、搅拌站的配合比试验是关键。
参考文献
[1]葛兆明混凝土外加剂（第二版）化学工业出版社