冬季混凝土坍落度返大的原因及防控措施

文摘 2025-01-24 07:01 河南

随着我国基建水平不断提高和规模不断扩大，人们对工程质量的要求不断提高，因此行业对混凝土的稳定性、保水性、黏聚性也提出了更高的要求。在现场施工中发现，混凝土刚出机时坍落度满足规范要求，在初始状态黏聚性良好，无离析、泌水等现象，而运输至施工现场后却出现大面积泌水、坍落度变大的现象，该现象被称之为坍落度返大现象。

1 坍落度返大现象的危害

（1）混凝土坍落度返大会降低混凝土内部骨料和浆体分布的匀质性，造成不同部位收缩程度不一致，降低了混凝土的抗渗性能和抗冻性能。

（2）混凝土坍落度返大会导致混凝土的抗压强度明显降低，降低承载能力，影响结构性能。

（3）混凝土坍落度返大会导致混凝土表面出现砂纹、水纹等，影响外观质量。

（4）在泵送施工环节，混凝土坍落度返大会引发堵管、爆管现象。在大体积混凝土施工中会延长施工时间，影响实体结构质量。

2 混凝土坍落度返大的原因

2.1 原材料的影响

（1）水泥的影响。水泥出厂未经过特殊处理，直接用于施工，且在粉磨过程温度控制不当，熟料中C₃A 偏高、石膏掺量较多，水泥会出现不同程度的假凝现象，因而在混凝土试拌中，相关人员会不断提高减水剂的减水率和增加缓凝成分，以致假凝时间一过就迅速地出现坍落度返大现象。水泥中石膏的形态、品种不同，其杂质含量、溶解度之间也存在差异，很大程度上会对聚羧酸系减水剂的使用效果造成影响，严重状况下会导致水泥与减水剂相互排斥，从而出现混凝土坍落度返大现象。水泥细度越大，水化反应越快，早期强度越高，需水量也会越大。为降低用水量，工作人员会掺入大量减水剂，从而容易导致混凝土出现坍落度返大现象。

（2）砂石料的影响。砂石料含泥量较多，会影响水泥的早期水化反应，黏土颗粒包裹水泥颗粒，阻碍水化反应及混凝土凝结，从而出现坍落度返大现象。砂率过高，砂颗粒会吸附更多水来保持润滑，这些自由水会泌出混凝土表面，造成混凝土坍落度返大。

（3）减水剂的影响。如果混凝土减水剂的掺量过大，减水率过高，单方混凝土的用水量减少，就有可能使减水剂在搅拌机内没有充分发挥作用，而在混凝土运输过程中不断地发生作用，致使混凝土到现场的坍落度大于出机时的坍落度。此种情况极易造成高强度等级混凝土的严重离析。

2.2 混凝土生产过程的影响

（1）配合比影响。混凝土的水胶比越大、外加强掺量越多，就越会造成混凝土泌水，严重的会引发混凝土坍落度返大现象。

（2）拌和影响。拌和混凝土时，搅拌时间不足，会导致混凝土搅拌不均匀，减水剂未能充分反应。混凝土运送至施工现场后，减水剂的减水作用才体现出来，导致出现混凝土坍落度返大现象。冬季施工，拌和水的加热跟不上消耗，导致前、后盘（车）混凝土搅拌水温度相差过大，影响凝胶材料与减水剂分子的吸附时间，进而影响混凝土坍落度。

（3）环境影响。首先，冬季混凝土生产过程中，气温较低，混凝土内部水分散失较慢，水泥颗粒水化反应减缓，水泥颗粒中的C₃A 相对更多，这样就需要更多的减水剂分子吸附在表面，以将水泥颗粒分散开，因此减水剂掺量会增加。但是随着C₃A 水化反应的进行，水泥颗粒表面的C₃A 逐渐减少，一部分吸附的减水剂分子分离出来，造成减水剂过量，从而出现混凝土坍落度返大现象。其次，冬季混凝土生产过程中，如果砂石料出现冻结成块现象，在搅拌过程中，砂、石中所含的固态冰不会融化，而混凝土运输搅拌过程中，在水泥水化热的作用下，固态冰慢慢变成液态水，混凝土内自由水量增多，导致混凝土坍落度变大。

3 混凝土坍落返大现象的防控措施

3.1 保障材料质量

（1）稳定水泥质量。①进场水泥必须有出厂合格证书，安定性、试验标号、抗压强度等指标必须满足规范要求，按要求抽检安定性指标，必须100% 合格。②做好水泥罐仓的防水措施，避免水分侵入造成结块。

（2）稳定砂石料质量。①选用含泥量少、级配好的河砂，增加河砂含水率检测频率，以保证混凝土质量。②加强冬季保温措施，保证料仓与配料机上材料不结冰、不结块。

3.2 优化减水剂配方

为研究减水剂配方对混凝土坍落度的影响，复配了三种不同配方的聚羧酸系高性能减水剂。三种不同配方的减水剂与同一厂家同一品种水泥进行相容性试验（水泥净浆法），情况如表1、表2、图1、图2 所示。

三种不同配方减水剂与同一种水泥的相容性参数如表3 所示。

从表3 结果可知：第一种配方的减水剂（PC-PF1）与水泥相容性差，水泥净浆流动度经时损失过大（FL=22%），若采用该配方减水剂进行混凝土生产，为保证混凝土到达施工现场的工作性能，只能不断地提高减水剂掺量或拌和用水量以抵消其过大的经时损失。当减水剂掺量高过一定临界点时，混凝土到达施工现场后将出现坍落度返大现象，甚至直接导致混凝土离析。

第二种配方的减水剂（PC-PF2）与水泥相容性最好，饱和掺量点最低（A=0.8%），饱和掺量点下的初始流动度最大（F0=235mm），60min 后水泥净浆流动度损失最小（FL=2%）。若采用此配方减水剂，就考虑减水剂与水泥两种因素而言，施工过程中应当不会出现坍落度返大现象。

第三种配方的减水剂（PC-PF3）与水泥的相容性试验数据表明，水泥净浆流动度经时损失为负值（FL=-9%）。如果采用此种配方的减水剂进生混凝土生产，显然会出现坍落度返大现象。

因此在工程施工之前，相关人员必须确定与水泥相适应的减水剂配方，进而保证混凝土配合比的合理性。在施工过程中，除需要根据季节温度对减水剂进行适当的复配调整外，还需在减水剂进场后对水泥进行“批批检验”的相容性试验。一旦发现减水剂与水泥相容性差的情况，就要及时对减水剂进行试拌调整，必要时需更换减水剂的母液、缓凝成分品种等。

3.3 优化配合比

优化配合比和选择优质材料可保证混凝土本身的保水性能。优化配合比时，相关人员应从粉料比例、砂率、外加剂掺量等方面考虑，选择最优比例，同时与外加剂厂家共同分析判断混凝土的性能，从而调整外加剂的组分，以达到治本的目的。根据现场试验的结果，优化配合比如表4所示。浇筑结构混凝土时坍落度返大现象有了根本性改观。

3.4 加强混凝土拌和控制

（1）对拌和站减水剂、水等原材料的计量设备进行校称工作，降低计量误差。

（2）对水泥与减水剂定期进行相容性试验，确保其的相容性。

（3）出现坍落度返大现象时，适当降低减水剂掺量、提高砂率，减小混凝土出机坍落度。

（4）严格按照搅拌时间拌制，使减水剂和胶凝材料充分接触并搅拌均匀。

（5）更改投料顺序，将二次投料或减水剂后掺投料更改为一次投料。

4 结束语

文章对冬季施工混凝土坍落度返大现象进行分析，针对原材料、外加剂、配合比等方面的影响，提出了防控措施，以有效解决混凝土泌水、离析问题，保障施工进度和工程质量。

砼话

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