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混凝土坍落度損失過快原因分析

來源: 新快三官網  日期:2020-09-30 11:13:24  屬於:產品技術
文章摘要:

隨著混凝土工藝和性能的發展,高性能混凝土、自密實混凝土等相繼得到廣泛應用。這些混凝土施工不再單純考慮混凝土的強度,還要考慮混凝土的耐久性和施工性。混凝土在拌合站開始攪拌至運到現場進行澆築,中間需要運輸、停放的時間,這期間會使混凝土的和易性變差,混凝土的這種現象又稱為坍落度經時損失。混凝土的坍落度損失直接影響了混凝土的施工性,給施工帶來困難,可能造成施工事故,而且影響硬化混凝土的質量。因此,分析引起混凝土坍落度過快的原因,對於預防混凝土坍落度損失具有指導意義,從而提高混凝土的施工性。

影響混凝土坍落度損失的因素十分複雜,如水泥水化放熱及礦物組成、外加劑及摻加方式、環境條件、混凝土攪拌及運輸方式、施工配合比、水泥用量和礦物摻合料用量等。本論文主要從以下幾個方麵探討引起混凝土坍落度損失的原因。

1. 混凝土坍落度損失影響因素-水泥

水泥熟料的礦物組成和其礦物形態,直接影響到水泥水化硬化的進程以及對外加劑的吸附,因此對混凝土的施工性能有很大的影響。水泥水化消耗自由水,並產生水化產物,使新拌混凝土的黏度增大是導致坍落度損失的主要原因。水泥熟料四大礦物為矽酸三鈣、矽酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣。其中鋁酸三鈣水化最快,如果沒有合適的調凝組分,鋁酸三鈣很快水化生成片狀的水化鋁酸四鈣,這些水化產物相互搭接,致使新拌混凝土很快喪失流動性。矽酸三鈣水化反應也很快,並且由於矽酸三鈣是水泥熟料中含量高的礦物,其水化程度直接影響漿體的凝結硬化。因此,熟料中鋁酸三鈣和矽酸三鈣含量的水泥,特別是鋁酸三鈣含量高的水泥,初期水化快,易造成混凝土坍落度損失。

水泥組分中的石膏也會對混凝土的坍落度產生很大影響。在水泥粉磨過程中,由於熟料溫度很高,會使水泥所用的二水石膏發生脫水形成半水石膏、無水石膏,使硫酸鹽的活性增加。因二水石膏的溶解度和溶解速率小於半水石膏,但大於無水石膏,故石膏能調節水泥硬化凝結時間。摻入一定量石膏後,會使水泥水化速度變慢,但摻入石膏量不足或過多時,反而會使水泥的水化速度增快,導致漿體喪失流動性。石膏存在時,C3A與石膏反應生成鈣礬石。如石膏的活性與C3A匹配,則生成凝膠狀鈣礬石,覆蓋在C3A麵,抑製其水化,這時混凝土工作性良好。如果石膏活性不足,生成針棒狀鈣礬石及水化鋁酸鈣,造成水泥漿體流動性喪失。如石膏含量過大,則會生成條狀次生石膏導致流動性喪失。

水泥生產廠家為了提高水泥的標號,最簡單的方法就是添加適量的助磨劑以提高水泥的比表麵積,改變水泥顆粒級配,使水泥顆粒堆積體重空隙率增大,需水量增大,導致水泥水化反應加快,坍落度損失增大,施工性不好。

水泥熟料在生產過程中由原材料帶入少量的堿,部分堿固熔到熟料礦物中,部分以可溶性堿的形式存在。可溶性堿對水泥的水化有促進作用,對混凝土的施工性和強度都產生影響。有專家研究過堿與混凝土外加劑適應性問題,研究指出:可溶性堿加快了水泥的水化反應,從而導致了水泥的需水量增加,坍落度減小,坍落度損失增大。

2.混凝土坍落度損失影響因素-外加劑

現如今,外加劑和水泥的種類繁多,不同的外加劑與不同種類的水泥之間的相容性也有很大的區別。水泥與外加劑的相容性與其對外加劑的吸附量有關。外加劑主要被吸附到水化產物表麵。凡是水化快和產生的水化產物比表麵積大的水泥,吸附的外加劑就越多,與外加劑的相容性就越差。水泥熟料的礦物組成中,水化最快的是C3A,其水化產物比表麵積較大,因此對外加劑吸附較大。水泥中幾種礦物對外加劑的吸附能力為:

C3A>C4AF>C3S>C2S

在水泥開始攪拌後,外加劑隨之被吸附到水泥顆粒表麵,首先吸附減水劑並迅速起水化反應的是C3A、C4AF,而在水泥礦物組成中占絕大部分的C3S和C2S開始吸附並水化反應時液相中外加劑的濃度已經變得很低,且水泥顆粒表麵的電位值減小,故混凝土的和易性變差,坍落度變小。

3. 混凝土坍落度損失影響因素-礦物摻合料

為了提高混凝土的性能和降低混凝土的成本,在混凝土配製過程中,往往將礦物摻合料摻加到混凝土中。礦物摻合料改善了水泥的顆粒級配,從而減少了需水量,有利於改善混凝土的流動性。同時,礦物摻合料的反應為潛在的水化反應和火山灰效應,其降低了水化初期水泥對水的消耗,也有利於改善混凝土的流動性。但是,當粉煤灰的含碳量超過5%時,由於碳對水和外加劑的吸附,導致混凝土坍落度降低,也增加了混凝土坍落度損失。

4. 混凝土坍落度損失影響因素-骨料

普通混凝土中,骨料的體積占到60%以上。骨料是混凝土中承受荷載、抵抗侵蝕和增強混凝土體積穩定性重要的組成材料,因此,骨料的性能對混凝土拌合物的性能有直接影響。若拌製混凝土時采用的骨料比較幹,且骨料的吸水率較大,就會吸取混凝土中大量的水分,使自由水減少,導致混凝土拌合物的坍落度變小,即坍落度損失增大。若骨料的級配不好,則會造成拌合物的和易性差,易產生泌水離析等問題;若骨料過細,則比表麵積增大,會加大對水分的吸收,所以在相同用水量的情況下,混凝土的坍落度變小。

5. 混凝土坍落度損失影響因素-含氣量

新拌混凝土是由“液-固-氣”三相組成的體係。其中空氣體積約占1%~3%,以球形微細氣泡形式存在,並吸附於固體顆粒表麵,能夠起到“滾珠”或“軸承”的作用,使骨料之間的摩擦力減小,增大混凝土的流動性。如果這些氣泡在混凝土中不穩定,將不斷地從混凝土中逸出,使混凝土的流動性減小,混凝土坍落度損失增大。

6.混凝土坍落度損失影響因素-施工環境

施工環境中的溫度和濕度是影響混凝土坍落度損失的兩個主要因素。環境中溫度過高,水泥的水化速度變快,水泥漿體的稠度增大,混凝土坍落度損失增大。環境相對濕度越小,水分蒸發越快,漿體流動性越小,混凝土坍落度損失加大。

7. 總結

混凝土坍落度損失過快是混凝土施工中的一種常見現象,直接影響到混凝土澆築的操作性和施工進程,導致混凝土坍落度損失過快的因素種類繁多,正確分析影響混凝土坍落度損失過快的因素對提高混凝土施工效率,提高混凝土耐久性具有重要意義。


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