高强度混凝土坍落度经时损失原理及解决方法

1外加剂经时损失引起的问题

混凝土是应用最广泛的建筑材料，在混凝土中使用高效减水剂，这样就可以用常规的方法生产低水灰比和大流动性的混凝土。这些混凝土具有良好的工作性、很高的强度和耐久性，产生了巨大的社会经济效益。

近几年，由于外加剂经时损失引起的问题归纳如下:

1)混凝土现场加水，或添加过量外加剂调整混凝土坍落度，造成混凝土强度下降或凝结时间不正常。由于混凝土坍落度经时损失引起新拌混凝土流动性变差，混凝土运输到施工工地时，坍落度变小，无法泵送施工，现场工作人员加入外加剂使混凝土重新获得大流动性，但由于增加外加剂掺量使混凝土凝结时间延长，造成混凝土凝结时间的不确定。有的工作人员，直接往混凝土里加水，改变混凝土水灰比，造成混凝土强度下降、离析、开裂等质量问题。

2)过量使用缓凝组分，造成混凝土凝结时间过长或无法凝结。由于混凝土经时损失的存在，一些工作人员为了克服这一问题加入大量的缓凝剂，使得混凝土的初凝、终凝时间大幅延长，给施工、养护等带来麻烦，甚至出现混凝土长时间不凝，最终拆除的质量事故。

3)新拌混凝土发生离析，泌水和滞后泌水的现象，缓凝组分使用较多或不当时会出现以上问题。

4)混凝土早期开裂。由于使用的缓凝组分较多，混凝土受温度的影响敏感，早期强度发展缓慢，在没有达到一定的抗拉强度时，撤掉养护，这时干缩裂缝就会出现。

5)混凝土坍落度损失很快，混凝土浇筑后很难振捣密实，或来不及振捣就凝结，这种情况在夏季高温季节最易发生。针对这一问题，近些年，混凝土领域开始提出:混凝土的和易性是混凝土第一性能的观点。保持混凝土的坍落度是非常重要的技术和质量措施。

2混凝土外加剂和水泥的适应性的原理

在掺加高效减水剂的水泥混凝土中，高效减水剂在低水灰比的混凝土中，不同程度的存在坍落度经时损失快的突出问题，我们称为外加剂和水泥不适应。而另一种情况，水泥和水接触后，在开始的60min～90min内，坍落度仍能保持，而且没有离析和泌水现象，这种情况下外加剂和水泥是适应的。直到现在，萘系高效减水剂是当前混凝土中使用最多的外加剂，从商品混凝土在我国普及以来，萘系高效减水剂一直是混凝土外加剂的最主要品种，并且在相当长的时间萘系高效减水剂的地位是稳定的。最近几年，有关水泥可溶性碱对外加剂与水泥的适应性的影响的论文和研究不断出现。水泥矿物组分中的碱大多数是不溶于水的，可溶性碱和不可溶的碱(如钙、镁的氢氧化物)是不同的，水泥的可溶性碱对混凝土坍落度经时损失的相关性需要认真的予以研究。

高性能混凝土用外加剂要满足在低水胶比下提高混凝土流动性的要求，即减水率要大(一般在20%以上)，混凝土坍落度的经时变化要小。这就要选择能增加水泥粒子表面电位，降低拌和水的表面张力，能使水泥粒子分散好的外加剂。

3缓凝组分抑制流动度损失

水泥作为主要的材料，我们选择了太原市有代表性的太原狮头水泥、智海水泥、金园水泥、北白水泥、吉港水泥、清徐同力水泥、五星水泥、西山煤电水泥、太钢双良水泥、交城金虎水泥等十种水泥。这些水泥是太原市水泥市场中最有代表性的水泥，是我市商品混凝土公司大量使用的水泥品种，同时也被广泛使用在太原市的建筑工程当中。从试验中可以看出，大部分水泥对萘系高效减水剂并不适应，也就是说萘系高效减水剂使用时不易单独使用，应进行必要的复合，来克服高效减水剂与水泥不适应的问题，满足使用要求和性能要求。萘系高效减水剂进行复合生产的泵送剂，对水泥的适应性有不同程度的提高。但有些水泥仍然表现为不适应，这说明外加剂的复合要有针对性才会起到好的效果。也就是说外加剂的配方和混凝土配合比一样，要有针对性，不可能使用固定一个配方，但可以找出设计这样配方的规律和要遵循的原则。

4加入可溶性碱的作用和效果

水泥颗粒和高效减水剂亲水基的作用导致高效减水剂分子被消耗或吸附，随着时间推移，水相溶液中没有足够的高效减水剂以保证水泥颗粒和水化产物的良好的流动性，这种情况下流动度将会损失，可溶性碱不足这种情况会来得非常迅速。

当减水剂分散水泥浆体时，其主要产生对水泥颗粒和水化物的吸附。在高效减水剂存在的水泥浆体中施加压力分离出孔隙溶液，溶液中的高效减水剂含量用紫外吸收光谱测定。水泥颗粒和高效减水剂之间的亲合导致高效减水剂从孔隙间溶液中因吸附而消耗掉，如果溶液中没有足够的高效减水剂以保证水泥颗粒和水化产物的良好的流动性，这种作用就导致流动性损失，低碱和低碱的硫酸盐水泥就是这种情况。在拌和水中高效减水剂起硫酸盐离子的供应者和C3A相互反应的作用，而不是分散作用。含碱低的水泥对高效减水剂有强烈的吸附作用，在水泥和拌合水接触的最初5min内，初始的高效减水剂有75%以上被消耗掉了，在碱含量较高的水泥中，50%以上的高效减水剂仍然保留在孔隙溶液中。水泥中可溶性碱增加，水泥颗粒上吸附高效减水剂的数量呈下降趋势，水泥浆体的流动性在变得越来越好。

在试验中，水泥适应性和水泥对高效减水剂的吸附量不是有很明确的关联，但其吸附量与比表面积之比与水泥适应性有明显的关联，适应性最好的太钢双良水泥矿32．5、五星水泥矿32．5其吸附量与比表面积之比最大，这说明水泥细度对于吸附存在干扰。因此，细度是外加剂复合的另一个障碍。

5C3A含量高的水泥使用多种缓凝组分

在试验过程中智海水泥、清徐同力水泥、北白水泥始终表现为对水泥的不适应。在缓凝组分中各有特色有针对性，比如葡萄糖酸钠对水泥中的C3S有很好的缓凝效果，但对C3A的效果不明显，而三聚磷酸钠对C3A的缓凝效果较好。由于水泥组分中C3S和C3A以及其他组分错综复杂，有时使用单一的缓凝组分不会收到理想的效果，使用两种或多种缓凝组分会产生理想的效果，而且使用一种缓凝组分时使用量较大对混凝土缓凝时间有较大的影响，而多种复合会获得理想的坍落度保持效果，并且能最大程度的减少对凝结时间的影响。

6超细水泥

在对北白水泥的适应性试验中，数据一直不理想，多种组分复合也没有明显改善，对北白矿渣水泥进行细度试验，其负压筛细度为0.4%，比表面积520m2/kg，细度远远超过其他水泥，因此对于这样的水泥只有增加高效减水剂的使用量，或者在条件许可的情况下使用较大用量的缓凝组分，如使用一定量的白砂糖来增加流动度。当使用萘系高效减水剂生产大流动性混凝土时，可以改善和解决混凝土经时损失问题。其中对水泥的选择应注意其细度、可溶性碱对外加剂造成的不利影响，如果水泥选择余地有限，可以考虑在外加剂当中补充可溶性碱或碱性硫酸盐。