混凝土原材料對(duì)初始坍落度的影響

（一）水泥的影響⑴水泥的礦物組分、水泥的細(xì)度（或比表面積）水泥的礦物組成中以C3A，C3S對(duì)水泥的水化速度和強(qiáng)度的發(fā)揮起決定作用。水泥中的C3A是水泥水化反應(yīng)最早并進(jìn)行的最快礦物質(zhì)，因而在摻加外加劑的混凝土中，對(duì)于混凝土的早期坍落度及流動(dòng)性，C3A對(duì)水泥適應(yīng)性的影響是最主要的。因此，水泥中的C3A含量越高，水泥減水效果就會(huì)相對(duì)越差。造成這種現(xiàn)象的原因是：當(dāng)減水劑加入到混凝土混合物中后，首先被水泥中的C3A所吸附。在減水劑摻量不變的條件下，由于被C3A吸附量大，使得用于分散C3S和C2S等其他組分的量顯著減少，減水效果較差。其次，水泥中堿含量高，也會(huì)造成減水劑的減水效果變差。水泥熟料中堿含量過高，就會(huì)使水泥凝結(jié)時(shí)間縮短，使其早期強(qiáng)度及流動(dòng)度降低，因此，堿含量高的水泥摻加外加劑的減水效果也會(huì)較差。此外，水泥的細(xì)度（比表面積）也會(huì)對(duì)減水劑的減水效果造成影響。水泥細(xì)度過細(xì)，水泥中的顆粒與水接觸的面積大，它們之間反應(yīng)速度也相應(yīng)加快，需水量變大，保水性較好，但減水效果大坍落度損失很快，因而給人的感覺是減水效果不足，混凝土初始坍落度偏小。⑵水泥調(diào)凝組分的影響石膏是水泥熟料的助磨和調(diào)凝材料。在進(jìn)行粉磨時(shí)，石膏研磨細(xì)度大，顆粒相對(duì)粗，溶解度不夠，在水化反應(yīng)時(shí)就易于產(chǎn)生速凝。如果石膏用量不夠，在水化反應(yīng)時(shí)不能有效控制C3A的水化，水泥的凝結(jié)時(shí)間就比較短。同時(shí)，不同的石膏形態(tài)也會(huì)對(duì)混凝土外加劑減水率造成不同的影響，在水泥混凝土中，CaSO4·2H2O調(diào)凝效果優(yōu)于CaSO4·1/2H2O。石膏與水泥熟料的粉磨溫度通常較高，從而使二水石膏脫水或半水石膏再脫水成石膏，從而導(dǎo)致混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性較差。有的石膏在使用木鈣或糖蜜類減水劑時(shí)會(huì)產(chǎn)生速凝現(xiàn)象，特別是用無水石膏或工業(yè)氟石膏時(shí)。⑶水泥摻合材的影響根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，允許在水泥中摻入一定量的摻合料，常用摻合料有：粉煤灰、火山灰、煤矸石等，由于摻合料的性能不同，也會(huì)影響外加劑對(duì)水泥的適應(yīng)性。通常對(duì)外加劑減水效果影響較為顯著的是摻煤矸石、粘土等。煤矸石影響減水劑的減水效果的原因是：煤矸石的比表面積大，吸附能力較強(qiáng)，外加劑摻入后，大部分被它吸附，而占較大比例的水泥粒子得不到外加劑的吸附分散，水泥顆粒加速水化，流動(dòng)性迅速降低，坍落度變小。⑷新鮮水泥水泥的新鮮程度對(duì)混凝土坍落度影響也很大，通過表1的試驗(yàn)結(jié)果，就可以發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。

從以上的試驗(yàn)結(jié)果知道，新鮮、溫度高的水泥配制的混凝土，在相同的水泥用量、水灰比情況下，初始坍落度會(huì)偏小，而且坍落度經(jīng)時(shí)損失也很快。造成這一問題的原因是什么呢？筆者人為其原因大致是：①新鮮水泥在粉磨時(shí)，由于粉磨的撞擊作用使得水泥顆粒會(huì)帶上一定的靜電，而減水劑是陰離子型表面活性劑，會(huì)被水泥所帶的靜電所吸附，從而造成混凝土的初始坍落度偏?。虎趧偝瞿C(jī)的水泥溫度高、干燥度高，早期水化快、水化時(shí)發(fā)熱量大，所以需水量大，因而對(duì)外加劑的吸附量也大，減水劑對(duì)其塑化效果也就越差，混凝土坍落度損失也較快。當(dāng)新鮮水泥存放一段時(shí)間后，由于其中f-CaO減少使混凝土拌合物需水量減少，坍落度損失減緩，從而改善了混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性。對(duì)于有些商品混凝土企業(yè)為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，利用這一類型水泥配制的混凝土，又要保證施工性能及質(zhì)量，主要的解決辦法是：提高減水劑的摻量20%以上或是相應(yīng)的摻加一定量的礦碴粉，這樣才能保證混凝土的施工的順利進(jìn)行，缺點(diǎn)是混凝土成本增加、混凝土的凝結(jié)時(shí)間稍有偏長(zhǎng)，但不會(huì)影響其強(qiáng)度。在混凝土組成材料中水泥對(duì)外加劑混凝土的性能影響最大，不同的減水劑品種對(duì)水泥的分散、減水、增強(qiáng)效果不同。對(duì)于同一種減水劑，由于水泥礦物組成、混合材料品種及摻量、含堿量、石膏品種及摻量的不同，其減水增強(qiáng)效果也很不相同。（二）粉煤灰的影響由于我國地域遼闊，燃煤的質(zhì)量及電廠的生產(chǎn)工藝也不盡相同，在進(jìn)行商品混凝土中所使用的粉煤灰也會(huì)差別很大，針對(duì)目前各地區(qū)的情況，所生產(chǎn)的粉煤灰品質(zhì)不同，對(duì)混凝土的初始度坍落度影響也不盡相同。⑴粉煤灰的級(jí)別對(duì)坍落度的影響情況大致如圖1所示。

根據(jù)圖1知道，不同級(jí)別的粉煤灰，在相同的配合比情況下所配制的混凝土坍落度大小有很大的差異。粉煤灰的需水量比小、燒失量小所配制的坍落度就越大，反之就會(huì)越小。這主要是由于劣質(zhì)粉煤灰(Ⅲ級(jí)及其以下)比較粗，需水量大，碳含量高，碳粒子具有開放性氣孔，能夠吸附大量的塑化劑和水，適應(yīng)性變差；優(yōu)質(zhì)粉煤灰(一般為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)粉煤灰)比較細(xì)，碳含量低，需水量小，并且含有大量的玻璃微珠起潤(rùn)滑作用，能提高混凝土的和易性，同時(shí)粉煤灰不參與早期水化，適應(yīng)性好。⑵除以上的需水量比、燒失量會(huì)對(duì)混凝土的初始坍落度影響外，還是會(huì)有其他的因素會(huì)影響到坍落度的大小，是什么因素造成的呢？我們通過表2的試驗(yàn)進(jìn)行分析探討。

根據(jù)一般的粉煤灰驗(yàn)收檢測(cè)，其細(xì)度達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，需水量也不高，但是以上的兩個(gè)試驗(yàn)中的混凝土初始坍落度偏小，其原因是什么呢？筆者分析其原因大致主要是：①粉煤灰中的摻加了一些其他的非活性組分，這些組分會(huì)對(duì)減水劑進(jìn)行吸附，使得部分的減水劑失去其減水的作用，減水率降低，從而導(dǎo)致混凝土坍落度偏??；②粉煤灰由于進(jìn)行了粉磨，在粉磨中由于撞擊作用對(duì)粉煤灰的顆粒形態(tài)進(jìn)行了破壞，不規(guī)則的顆粒使得配制的混凝土流動(dòng)性能差，混凝土易于堆積，配制的混凝土坍落度自然就會(huì)變小。（三）骨料的影響⑴河砂對(duì)于外加劑的減水效果影響主要有幾點(diǎn)：①河砂的骨料的細(xì)度模數(shù)影響；我們知道細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)降低時(shí)，對(duì)于混凝土而言，需水量增大，保水能力增加，需水量也相應(yīng)加大，也就影響到減水劑的減水作用，減水效果降低。②骨料的含泥量影響，通過試驗(yàn)我們知道當(dāng)砂子的含泥量增大時(shí)，混凝土的保水性能會(huì)變好，而流動(dòng)性會(huì)隨之降低，其主要原因是砂子的泥含量增加，增大了混凝土的凝膠材料，膠結(jié)材料量相應(yīng)增大，混凝土的保水能力也相應(yīng)增強(qiáng)，但流動(dòng)性能在不斷降低。

③砂含水率不穩(wěn)定或波動(dòng)太大。④在相同用水量和水灰比下，水泥用量一定，若砂率過小，則漿體不足，不能保證粗骨料間有足夠的砂漿填充潤(rùn)滑，粗骨料顆粒間的摩擦力較大，拌合物流動(dòng)性較小，坍落度較低;若砂率過大，細(xì)骨料比表面積和空隙率增大，在用水量和水泥用量一定時(shí)，需要潤(rùn)濕骨料表面的水分和包裹細(xì)骨料的水泥漿體顯得不足，水泥漿的潤(rùn)滑作用減弱，細(xì)骨料間的摩擦阻力增加，拌合物流動(dòng)性下降。⑤同一規(guī)格的粗骨料混凝土拌合物，坍落度隨著砂率的增加呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢(shì)，即存在一個(gè)最佳砂率值，在此砂率下，獲得相同坍落度的拌合物所需的水泥用量最少。⑵通常情況下，石子對(duì)外加劑的減水效果不會(huì)有太大的影響，造成石子對(duì)外加劑的減水效果影響原因是原材料試驗(yàn)檢測(cè)人員未對(duì)石子進(jìn)行壓碎值指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，這種情況會(huì)有部分的石子對(duì)外加劑的減水效果造成影響，筆者認(rèn)為主要是碎石的壓碎值指標(biāo)偏低，在混凝土生產(chǎn)過程中，進(jìn)行的強(qiáng)力攪拌使得石子再次破碎，造成石子的顆粒增多，同時(shí)會(huì)帶有部分粉體材料出現(xiàn)，在石子的比表面積增大及粉體材料增加的情況下，單方混凝土的需水量會(huì)相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致了外加劑的初始減水效果不足。石子的石粉含量太多也會(huì)影響到坍落度的降低，即認(rèn)為影響減水劑的減水效果。⑶高溫暴曬的骨料,骨料的表面溫度很高，在進(jìn)行混凝土與攪拌時(shí)會(huì)吸收大量的水，混凝土的溫度高，水分揮發(fā)快，坍落度也會(huì)相應(yīng)變小。（四）外加劑的影響⑴外加劑的減水率偏低引起的混凝土初始