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造成泵送混凝土坍落度損失原因分析
造成泵送混凝土坍落度損失的因素很多,在正常的情況下,水泥加水半個小時后,混凝土的坍落度即開始以一定的速率減小,減小的速率取決于水泥水化時間、水化放熱、水泥的礦物組成及所摻的外加劑的品種及摻量等與之相關(guān)的各種因素。下面就各相關(guān)因素進(jìn)行具體分析。
1、水泥水化放熱對混凝土坍落度的影響
水泥是混凝土中主要的膠凝材料,其礦物組成主要以硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣等形成存在,它的水泥礦物水化特性見表1:
水泥礦物的水化特性
礦物組成
強度發(fā)展
水化熱
礦物組成
強度發(fā)展
水化熱
早期
后期
早期
后期
C3S
大
大
中
C
大
小
大
C2S
小
大
小
C4AF
小
小
小
它的水化過程包括了各種無水化合物與水所產(chǎn)生的水化反應(yīng),并以不同的速率進(jìn)行水化,C3A的水化速率比C3S、C2S要快的多。因此水泥的水化放熱很大程度上取決于C3A的水化反應(yīng)。在泵送混凝土中,水泥水化放熱的大小對混凝土坍落度損失影響很大,原因是水泥水化放熱,混凝土使拌和物中的游離水分吸附于水化產(chǎn)物表面或蒸發(fā),并促使混凝土拌合物內(nèi)部溫度升高,加快水泥的凝結(jié),造成了混凝土坍落度的損失。
2、外加劑對水泥適應(yīng)性與混凝土坍落度的影響
泵送混凝土常需要添加劑來改善混凝土的和易性,并提高混凝土的坍落度值,使混凝土具有良好的工作性能。但在相同配合比下同摻量、同品種的外加劑對不同品種的水泥,其適用效果差異很大。這是外加劑與水泥適應(yīng)性的問題。具體分析主要有以下幾因素。
2.1水泥礦物組成的影響
對水泥適應(yīng)性的影響主要是水泥礦物中C3A與C3S的含量,水泥中的C3A含量低而C3S含量高對外加劑的適應(yīng)性要好,而C3A含量越高,外加劑對水泥的適應(yīng)性效果越差。
2.2摻和料的影響
泵送混凝土中,經(jīng)常用粉煤灰取代部分水泥或細(xì)集料,能在保持混凝土原有和易性的條件下減少用水量,粉煤灰愈細(xì),球形顆粒含量愈高,減水效果越好;如不減少用水量,則可改善混凝土的和易性,減少混凝土的泌水率,防止離析,降低混凝土的水化熱,促進(jìn)外加劑與水泥的適應(yīng)性,并減少混凝土坍落度的損失。
2.3含堿量的影響
含堿量高的水泥,由于大量的堿會破壞外加劑在水泥顆粒表面形成的吸附膜,使外加劑失去原有的減水作用,加快了混凝土坍落度的損失。
2.4外加劑的影響
在泵送混凝土中摻入一定劑量的外加劑,能起到減少用水量,降低水泥的水化熱,提高混凝土的坍落度值,節(jié)約水泥等良好的效果。但不同的外加劑及摻量對水泥的分散、減水、增強等效果不盡相同。
3、環(huán)境條件對混凝土坍落度損失的影響
砂、石、水泥等原材料的溫度及外界環(huán)境的溫、濕度對混凝土坍落度的損失有很大的影響。
3.1原材料的溫度過高,特別是在夏季施工時,由于溫度過高,造成混凝土拌合物的溫度過高,這就加速了混凝土中游離水分的蒸發(fā),易造成混凝土坍落度損失過大。
3.2外界環(huán)境溫度高,濕度低,使拌合物的溫度升高,加速了水化反應(yīng)的進(jìn)行,進(jìn)一步促進(jìn)水泥的放熱,使混凝土中的游離水分減少,造成坍落度的損失。
4、施工工藝及運輸對坍落度損失的影響
在泵送混凝土中,外加劑摻加的早晚對坍落度的損失也有影響:研究表明,后添加與同時添加相比,在獲得同樣流動混凝土的前提下,后添加外加劑的摻量僅為同時添加摻量的50%~80%;因此,后添加可獲得較好的流動性。
泵送混凝土在運輸過程中,由于泌水和游離水分蒸發(fā),易造成混凝土中游離水分的減少,并因此加大混凝土坍落度的損失。
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