影响商品混凝土坍落度损失的原因及措施

2015-10-21 853 0

张福猛 王兆银 金科益
(河北沧州凯悦商砼有限公司,河北 沧州 061600)

  摘 要:商品混凝土在施工中已被广泛使用,但混凝土坍落度损失又是商品混凝土中一个常见而又很难解决的问题,结合笔者经验,本文着重讲一下造成坍落度损失的原因以及解决方法,希望给广大的从业者带来一些思考和借鉴。
  关键词:商品混凝土;坍落度损失;原因分析
  前言
  随着建筑工程质量的不断提高,商品混凝土的市场竞争也愈演愈烈,为了掌握市场先机,扩大市场份额,很多企业认为稍差原材料也能满足混凝土的性能要求,因此材料质量不断下降,造成混凝土的各性能指标波动较大,坍落度损失尤为明显,给现场施工带来一定的影响,给技术管控带来相当大的困难,而且由于混凝土坍落度损失较大,难以达到泵送要求,因此给混凝土二次加水现象普遍存在,这一现象给商混公司带来不可预见的风险,施工方为了便于施工,喜欢坍落度在设计要求的基础上再大一些,然而商混搅拌站却希望在满足坍落度要求的情况下进行施工,因此常常争执不下,甚至发生争吵的局面,最终为了经济利益和合作关系,商混站不得不屈服于现实,尽力把混凝土的坍落度调到施工方满意为止,本文着重讲一下造成坍落度损失的原因以及解决方法,希望给广大的从业者带来一些思考和借鉴。
  1.坍落度损失所产生的危害
  坍落度损失是指在搅拌、卸料、运输、施工等过程中造成混凝土逐渐变稠的一种情况,这也是混凝土的正常现象,但是造成坍落度损失快慢的因素却有很多方面可以研究。
  在实际生产过程中,由于考虑到坍落度损失的原因,因此出机坍落度较大,由于质检人员对材料变化所造成的坍落度损失经验不足,或者因在工地等待时间较长都会加大坍落度的损失,最终导致施工时坍落度变小。
  坍落度过小容易造成泵送较慢,主要因为混凝土的粘稠度增加后,整体的流动性较差,必须加大泵车的压力才能泵送到施工现场,而且越是高层建筑此现象越明显;坍落度过小,混凝土的流动性较差,必须用更多的振捣频率和人工分料方式才能将混凝土摊开;坍落度过小容易造成蜂窝空洞,主要原因是钢筋密集,间距偏小,混凝土不易下沉,坍落度偏小会影响混凝土下沉的速度,因此容易造成蜂窝空洞。
  2.影响坍落度损失的主要因素
  2.1砂石料对坍落度损失的影响
  砂石料在混凝土中所占的比例很大,达到70%-80%,在国标和建标中对砂石料都有质量要求,包括砂石的含水率、含泥量、泥块含量、细度模数、颗粒继配等,但在实际中,由于企业过度强调生产成本,采购的砂石质量波动较大,再有技术人员为了保住自己的工作,对于不合格的材料也睁一只眼闭一只眼,因此在生产过程中容易出现坍落度控制不住,或大或小,甚至影响到混凝土和易性以及施工质量。
  当混凝土在商混站搅拌出机时,混凝土坍落度完全能满足施工要求,做坍落度检测时,坍落度检测结果为230mm,这一结果远远大于施工要求,但经过运输到工地时,坍落度损失较大,无法满足施工要求,需要质检人员去现场调整混凝土性能,浪费了大量的人力、物力和时间,这是因为当砂石料中含有较多的泥和石粉时,造成实际上细粉料较多,整体表面积较大,不断吸附大量的减水剂和游离水造成的。
  2.2水泥与外加剂的适应性
  2.2.1水泥
  水泥是混凝土中不可缺少的胶凝材料,在实行07版标准后,标准中取消了C3A(铝酸三钙)的含量要求, 但C3A的水化反应需水量大,速度快,水化热大,除提高早期强度外,对后期强度几乎可以忽略不计,仅占到2%-3%。
  C3A是水泥中最活跃的组成部分,当水和减水剂加入后,在搅拌过程中,减水剂首先会被C3A吸附,这样在减水剂用量不变的情况下,水泥中的C3A会吸附大量的减水剂,因此将影响其他的矿物组成部分对减水剂的吸附,从而降低混凝土的流动性,在搅拌、运输到工地时,由于C3A在混凝土中不断吸附减水剂和游离水,造成混凝土坍落度损失大,甚至还会出现假凝现象。
  水泥厂家为了满足客户需求,不断提高水泥的细度,由最初的330m2/kg左右提高到了现在的380m2/kg左右,在混凝土生产中,水泥细度越大,其消耗减水剂的量就会越大,这是由于水泥的比表面积过大之后,需要更多的减水剂分子来覆盖水泥颗粒的表面,以增加混凝土的流动性。
  2.2.2减水剂
  减水剂是在保证混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少用水量的外加剂,从而在胶凝材料不变的情况下提高混凝土的强度,因此得到了广泛推广和使用。
  减水剂本身并不与水泥发生化学反应,而是通过表面活性剂的吸附分散、湿润润滑的作用,改善混凝土和易性以及混凝土的其他性能。由于水泥颗粒之间是一种絮状结构,因此不少拌合用水被包裹其中,从而降低了混凝土的和易性,掺入减水剂后,混凝土浆体会呈均匀分散的结构状态,导致水泥絮状结构解体,释放出多余的游离水,从而增加了混凝土的流动性。
  虽然减水剂在混凝土的整个体积中所占比例很小,但它对混凝土性能影响却是巨大的,对于调节混凝土的坍落度、凝结时间、混凝土的强度都有所帮助,因此不可小视。
  2.3运输过程中对坍落度的影响
  为了满足客户需要,降低客户损失,最大化节约客户时间,很多商混企业都希望在施工开始之前就有混凝土可用,以此得到客户的满意,于是要求运输车队在施工前30分钟内到达现场,由于人工不能到位、泵车产生故障、泵管没有接通等各方面原因,造成混凝土等待时间过长,笔者曾经遇见过在某工地由于泵车没有及时到位,压车时间超过3个小时,压车数量在6辆以上的情况。
  随着汽车不断进入家庭,道路拥挤现象遍布大中小城市,这反映出车辆拥有量和交通运输能力极不相称,这对混凝土运输是一种考验。现阶段,商品混凝土的使用大量集中在城市中,而搅拌站一般都建在城市的边缘或者城郊结合部,由搅拌站运输到施工现场,有的要穿过半个城市,甚至一个城市,从南到北,或者从东到西,运输距离都在一个小时以上,如果在上下班高峰期,穿越一个繁忙的交通地段时,甚至需要一个半小时,因此对于坍落度要求较高,至少到现场施工时不受影响,因此混凝土运输与坍落度损失是混凝土搅拌站所必须解决的一个问题。
  2.4施工过程中的因素
  2.4.1因设备问题造成的坍落度损失
  这一点主要表现在因设备不配套,泵车压力不够、混凝土泵的选型、输送管尺寸的选择不当造成的施工速度慢笔者曾经在工地发现过此类情况,同样的混凝土强度等级、坍落度要求,用同一辆泵车在不同的两个工地施工时,一个工地要求泵送压力调到最大,另一个工地却要求把泵送压力调到最小,这就说明在选择泵车时出了问题,因此在泵送前,应观察现场实际情况,水平距离与垂直高度,避免出现因泵送压力达不到而发生堵管,因为堵管后再疏通泵管要花费很大的人力和时间,这势必会影响混凝土在施工现场因等待时间较长而造成的坍落度损失。
  2.4.2因承包方式不同造成的坍落度损失
  现在的工资结算方式大多情况下分为两种,一种是按工作的时间,如日工,另一种是按工作的数量,如承包,在混凝土施工方面也存在这两种情况,一个非常有趣的现象就是按日工结算的工人工作消极,热情不高,存在干一会儿歇一会儿的现象,本来可以15分钟泵送1车,往往半个小时甚至更长的时间才能泵送完毕,因此对坍落度损失有一定的影响;另一种按承包方式结算的工人工作积极,人员之间的配合也非常密切,基本上不会消极怠工,因此泵送时间较短,对坍落度的损失影响就小的多。
  2.5人的因素
  2.5.1质检人员的技术能力
  质检人员应对混凝土专业知识有一定的掌握,对影响混凝土坍落度大小的因素有所了解,对各种材料认知以及材料变化所带来的混凝土坍落度变化能熟练应对,对运输距离的长短、坍落度损失的大小以及施工方式、泵送方式不同所带来的坍落度变化等等。
  2.5.2调度人员的协调能力
  调度人员应合理安排车辆的运输能力,既满足施工需求又不至于压车,时刻掌握施工现场的真实情况,对早上泵车及施工人员的到位情况、中午吃饭的间隔以及上下班高峰期的应对到要做到心中有数;对工地突发事件有一定的应变能力和协调能力。
  2.5.3施工人员的劳动能力
  随着老龄化社会日益临近,和现代年轻人专业知识的不断提高,从事体力劳动者越来越少,甚至出现高薪都聘请不到工人的情况发生,这一点在建筑行业尤为明显,笔者在走访施工现场时发现,大多数的施工人员都是四五十岁的人,甚至五十岁以上的人占多数,三十多岁以下的比较少,而混凝土泵送、振捣、抹平、覆膜各个工艺都属于高强度工作,尤其是在夏天更为明显,因此这样的群体对坍落度的要求较高,基本要求是达到自流平的状态,坍落度稍微变小,劳动强度稍微提高就会遭到投诉或者退货的要求。
  2.6施工环境对坍落度损失的影响
  这里所指的施工环境主要是指高温天气对混凝土坍落度的影响,温度越高,混凝土中游离水损失也就越多,坍落度的损失也就越大,必将影响混凝土的泵送效果,甚至会出现混凝土质量事故。
  3.降低坍落度损失的几点措施
  3.1增加缓凝剂掺量
  根据实际情况增加缓凝剂的掺量,掺入一定量的缓凝剂可以稳定坍落度损失,但须控制好混凝土的凝结时间,凝结时间太快将影响施工质量,而凝结时间太慢会影响施工进度,增大缓凝剂掺量应根据当地的实际情况而定,以保证混凝土有足够的施工时间为准。
  3.2采取降温措施
  大多数商混搅拌站的砂石料堆放地都是露天的,因此在较热的夏季,表面的砂石料因高温而吸收了较多的热量,在混凝土拌合物的初期,混凝土的坍落度尚能满足施工要求,但是因温度过高的砂石料在不断吸收混凝土中的游离水,使之混凝土的粘稠度不断增加,因此必将增加坍落度的损失。
  3.3配合比的动态管理
  混凝土配合比在生产过程中要进行动态控制,动态控制在基准混凝土配合比基础上进行,由试验室掌握,根据工程情况、设计要求、气候变化、运输距离、原材状况等因素,结合实践经验进行调整。
尤其当水泥和外加剂不适应时,应重新选择新的水泥或外加剂厂家,以达到满足施工需求,降低生产成本的目的。
  4.结论
  对于造成混凝坍落度损失有很多方面的原因,既有材料方面的原因,也有运输、施工等方面的原因,简单的批评商混企业没有控制好坍落度是不对的,就目前而言,没有任何一种外加剂能够解决这一问题,因此对于坍落度损失,我们应综合分析研究,根据不同的材料特点、施工要求、运输距离、施工进度、季节变化等因素及时调整混凝土的配合比,更应该充分利用实验室的现有条件,加大材料的检验力度,对影响坍落度变化的相关材料进行比对试验,争取选择优质的材料进行生产,从而降低混凝土坍落度的损失,避免产生二次加水,给商混企业带来不可预见的信誉影响和经济损失。

  参考文献:
  张承志,《商品混凝土》 化学工业出版社 2005.12 作者简介:张福猛 (1977-),男,工程师

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