張冬原,吳永川,劉永奎
(1.華北電力大學(xué),河北 保定;2.河北建設(shè)集團(tuán)有限公司混凝土分公司,河北 保定)
混凝土坍落度損失是影響混凝土性能的主要因素。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)和查閱相關(guān)資料,筆者對(duì)造成坍落度損失的主要原因大致歸納為以下幾點(diǎn):減水劑的化學(xué)性能,水泥、砂石原材料的質(zhì)量,環(huán)境溫濕度等,以上各因素是互相影響的,因此坍落度損失是一個(gè)綜合問(wèn)題,解決此問(wèn)題需綜合考慮。水泥廠(chǎng)、外加劑廠(chǎng)、攪拌站要共同配合。對(duì)攪拌站,單純從一方面很難改變外加劑與水泥的相容性問(wèn)題,因此攪拌站要根據(jù)原材料品質(zhì),對(duì)混凝土性能進(jìn)行全面了解以便對(duì)其進(jìn)行有效調(diào)控。
所有外加劑與水泥都存在相容性問(wèn)題,減水劑尤為明顯。因此減水劑的選擇要考慮水泥的化學(xué)成分和燒成工藝以及季節(jié)等影響。本站經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),使用萘系減水劑配制的泵送劑損失較大。萘系減水劑在磺化過(guò)程中若溫度、時(shí)間、水解過(guò)程控制不好,磺化產(chǎn)物中β-萘磺酸所占比例小,則高效減水劑的效果就差,如分子量低即聚合度低則損失大。
水泥的細(xì)度、熟料礦物組成、石膏含量、堿含量、原材料、摻合料以及水泥勻質(zhì)性都影響混凝土的坍落度損失。水泥廠(chǎng)生產(chǎn)水泥,由于生產(chǎn)需要對(duì)強(qiáng)度要求越來(lái)越高,為了提高早期強(qiáng)度,最簡(jiǎn)單的辦法是增大細(xì)度,提高水泥比表面積,也因此水泥顆粒吸附外加劑能力強(qiáng),水化速度快,坍落度損失也快。
水泥礦物組成中,C3A 吸附外加劑量最大。但在水泥生產(chǎn)過(guò)程中,C3A 含量往往難以降低?;谶@一原因,高C3A 含量水泥對(duì)外加劑吸附量大,比較 “吃”外加劑,摻量相同時(shí),坍落度損失快。此外水泥廠(chǎng)為了提高早期強(qiáng)度,C3S 含量也相對(duì)偏高,該組分對(duì)外加劑的吸附量也較大。
水泥中的含堿量影響混凝土坍落度損失及其和易性。含堿量高時(shí),影響外加劑與水泥顆粒的吸附,影響水泥分散性和混凝土流動(dòng)性,使混凝土坍落度損失增大。
另外水泥勻質(zhì)性和新鮮程度對(duì)坍落度損失也有影響。在施工旺季時(shí),水泥庫(kù)存時(shí)間就會(huì)較短,水泥均化時(shí)間短,水泥越新鮮,溫度越高,用水量越大,外加劑對(duì)其塑化效果差,坍落度損失變大。
隨著攪拌站數(shù)量增多,砂石等原材料品質(zhì)逐漸下滑,顆粒粒形差、針片狀多、含泥量大,尤其是河砂,貨源越來(lái)越緊張,甚至出現(xiàn)幾家攪拌站爭(zhēng)搶的局面,這很難保證河砂的品質(zhì)和穩(wěn)定性;含泥量超標(biāo),混凝土用水量增大,若不及時(shí)調(diào)整用水量,就會(huì)造成損失增加。
砂石的含水率也是造成坍落度損失的因素之一,砂石干燥、濕潤(rùn)與否,坍落度損失可相差50~60mm。炎熱夏季,石子或是砂子過(guò)于干燥,達(dá)到相同坍落度,攪拌用水可能相差無(wú)幾,但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,砂石吸收的水分不容忽視,造成經(jīng)時(shí)損失增大。
溫度高低對(duì)坍落度的損失有較大影響,氣溫高水分蒸發(fā)快、水化反應(yīng)程度快,散失和吸收水分增多;如果路程較遠(yuǎn)或壓車(chē)等諸多因素造成混凝土拌合物長(zhǎng)時(shí)存放,水分散失多、骨料吸收多、水化程度不斷加大,水化熱熱量積聚,混凝土溫度升高,必然造成坍落度損失,和易性能變差。因此坍落度損失問(wèn)題在每年的春夏季節(jié)受于水泥生產(chǎn)、氣溫等綜合影響,表現(xiàn)尤為突出。
水泥廠(chǎng)不僅要考慮水泥的活性,在滿(mǎn)足規(guī)范指標(biāo)的前提下還要根據(jù)用戶(hù)的信息和要求不斷調(diào)整水泥的使用性能。
我們希望水泥廠(chǎng)能優(yōu)化礦物組分。在不影響其它性能情況下,細(xì)度不宜過(guò)細(xì),C3A 含量與堿含量低些,即使在旺季也要合理庫(kù)存和均化,避免過(guò)熱水泥出廠(chǎng),希望水泥廠(chǎng)盡量選用優(yōu)良的礦物摻合料,不要選用過(guò)次的粉煤灰等,以降低混凝土坍落度損失問(wèn)題。
針對(duì)特定的原材料和生產(chǎn)情況,外加劑生產(chǎn)要不厭其煩的進(jìn)行大量試驗(yàn)。
(1)加大人力物力,選用多廠(chǎng)家、多種類(lèi)外加劑、多方案進(jìn)行正交試驗(yàn),選擇有效經(jīng)濟(jì)的配方。
(2)在現(xiàn)有兩種主要泵送劑品種上根據(jù)不同需要配制不同泵送劑,以滿(mǎn)足施工需要。
(3)在坍落度損失與凝結(jié)時(shí)間上找到較好的結(jié)合點(diǎn)。
(4)進(jìn)行二次外加劑添加。
(5)加強(qiáng)原材料的進(jìn)廠(chǎng)檢測(cè),提高外加劑品質(zhì)的穩(wěn)定性。
(1)材料部門(mén)要盡量選購(gòu)優(yōu)良原材料。對(duì)水泥、粉煤灰、砂石供應(yīng)廠(chǎng)家提出合理要求和建議。
(2)試驗(yàn)室把好各原材料的檢測(cè)關(guān),為材料選購(gòu)提出要求和建議。
(3)合理調(diào)度車(chē)輛,不要長(zhǎng)時(shí)壓車(chē)。
(4)根據(jù)工程特點(diǎn)和混凝土種類(lèi)合理調(diào)整用水量和合理控制坍落度。對(duì)于不同部位不同等級(jí)混凝土要區(qū)別對(duì)待。比如剪力墻、柱子等不易澆筑施工時(shí)間較長(zhǎng);不易澆筑的,要適當(dāng)增加出廠(chǎng)坍落度。
(5)出廠(chǎng)坍落度不代表施工坍落度。在開(kāi)盤(pán)時(shí)要考慮坍落度損失,在總用水量合理的情況下,打出富余值。
根據(jù)工地要求合理確定出廠(chǎng)坍落度。如果坍落度要求較大,則出廠(chǎng)坍落度要適當(dāng)增加。試驗(yàn)表明如果混凝土坍落度在200mm 以上其損失很小,因?yàn)榘韬衔镏杏泻艽蟮母挥嗨?。如果拌合物坍落度?80mm 以下,其損失往往要成倍增加,因?yàn)閾p失稍許水分就會(huì)對(duì)坍落度造成影響。如工地要求坍落度較小,比如140mm,則出廠(chǎng)時(shí)坍落度富余量要大些。
(6)同種要求混凝土根據(jù)路程、壓車(chē)時(shí)間、施工速度、溫度、濕度,出廠(chǎng)坍落度也要做機(jī)動(dòng)調(diào)整。有試驗(yàn)表明溫度在18℃時(shí)和溫度在28℃時(shí)混凝土拌合物坍落度損失相差懸殊。
(7)關(guān)注砂石含水情況調(diào)整生產(chǎn)用水量。不要形成一經(jīng)開(kāi)盤(pán),一勞永逸的思想,砂石含水率不斷變化,評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)際情況為準(zhǔn)。
(8)加強(qiáng)與現(xiàn)場(chǎng)溝通,通過(guò)各種渠道加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況的了解,隨時(shí)調(diào)整混凝土的出廠(chǎng)坍落度。
(9)提高操作人員和司機(jī)的素質(zhì),加大控制責(zé)任。在一些大城市、一些相對(duì)成熟的攪拌站,往往把坍落度的控制權(quán)交給操作人員和司機(jī),因?yàn)樗麄兪亲钪苯拥纳a(chǎn)和施工的操作者。
總之,坍落度的控制,過(guò)多的依賴(lài)于材料的品質(zhì)或是過(guò)多的依賴(lài)于廠(chǎng)家和某個(gè)部門(mén)并不現(xiàn)實(shí),攪拌站生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)人員和環(huán)節(jié)要形成人人質(zhì)量意識(shí),以積極的態(tài)度去關(guān)注、去思考、去解決,必定能夠收到事半功倍的效果。