混凝土塌损案例分析探讨

郑焕璋

（汕头市灿林混凝土有限公司）

某混凝土搅拌站曾经发生如下事件：在正常生产过程中，突然发生出厂混凝土塌落度达200mm，到工地现场后搅拌车搅拌均匀后加速反转卸料，混凝土拌合物基本上卸不出来，堵在卸料斗和装料口那里。该车混凝土从出厂到工地现场开始卸料的时间不超过一小时，塌损大得如此离谱，实属罕见。当天生产连续发生类似的情况，严重影响到混凝土的施工性能和质量。事件发生后，在工地驻场的技术员果断采取措施进行处理并把相关信息及时反馈，公司技术部门迅速行动，采取措施（及时更换水泥罐或生产线，采用昨日正常生产的库存水泥进行生产）应对，并对发生原因进行了排查分析。首先从近期原材料质量情况和进场水泥温度入手，发现近期各种原材料各项检测指标都正常，没有太大的波动。问题应该出现在胶凝材料与外加剂适应性上，为了尽快找出原因，通过掺外加剂的水泥净浆流动度经时损失这个简单而快速的试验，发现：

⑴（新进的水泥+新进的外加剂）净浆流动度经时损失过大。

⑵（新进的水泥+以前的外加剂）净浆流动度经时损失过大。

⑶（以前的水泥+以前的外加剂）净浆流动度经时损失正常。

⑷（以前的水泥+新进的外加剂）净浆流动度经时损失正常。

从以上试验可以看出造成混凝土塌损严重的原因主要有两方面，一方面是新进厂水泥自身的原因；另一方面是新进厂水泥与外加剂的适应性问题。

1 新进厂水泥自身原因

从水泥自身矿物组成和凝结硬化机理进行分析：

首先，石膏在水泥中的作用是作为调凝剂。未加石膏的水泥加水拌和后很快发生凝结，主要是因为水泥熟料四种矿物中水化速度最快的C3A 很快的溶于水中，迅速生成铝酸钙水化物，从而使水泥浆体很快凝结。为了避免出现这种快凝现象，水泥中一般都需要加入适量的石膏，以调节水泥的凝结时间。

其次，石膏对水泥熟料能起缓凝作用是因为：水泥水化时，水化产物之一是Ca（OH）2，而适量的石膏很快与C3A 及Ca（OH）2发生反应，生成更难溶于水的水化硫铝酸钙（也叫钙矾石），覆盖在C3A 的表面，阻止了C3A 的进一步水化，使溶液中铝酸三钙的溶解度降低，同时铝酸三钙的水化产物也不能分离出来。这样，C3A 水化反应受到了严重阻碍，对凝结时间起决定作用的将不再是C3A，而是水泥中含量最高且反应较慢的C3S，从而延缓了水泥的凝结时间。

另外，水泥中加入的石膏应适量，当水泥中C3A 含量高时，水泥中掺入的石膏应适量增加。石膏过少会使水泥产生快凝现象，石膏过多也会对水泥产生不良影响，使水泥产生假凝现象，甚至会导致水泥的安定性不良。

水泥的四种矿物中，C3A 需水量大、水化快、放热大。若商砼站生产所采用的水泥铝酸盐矿物(尤其是C3A 矿物)含量高，容易出现混凝土单方用水量大幅增加，混凝土坍落度损失加快，混凝土容易开裂等问题。因此，应严格控制进厂水泥C3A 的含量，选用C3A 含量低的水泥，避免混凝土出现凝结过快、工作性变差、塌损过大、后期出现开裂等现象。实际上对新进的水泥的检测结果表明其凝结时间与以前的水泥稍短，但变化不大。这说明混凝土塌损严重的主要原因并不是新进的水泥C3A 含量较之前水泥明显增大，而是新进厂水泥与外加剂的适应性不好。

2 新进厂水泥与外加剂的适应性问题

本站水泥采用的是梅州塔牌水泥P.O42.5R，外加剂采用的是广东汇强生产的泵送剂TZ1-1。该水泥厂家水泥检验报告中显示石膏采用的是工业副产品石膏(无水石膏)，掺量6%。该种石膏溶解性较差，因而掺量较高。而泵送剂一般是由木钙(木钠)和糖钙等组分复合而成，木钙(木钠)和糖钙的市场价格相对低些，外加剂厂家往往在泵送剂中增加木钙(木钠)和糖钙掺量，降低其它组分的掺量，以达到降低成本的目的。采用无水石膏为调凝剂的塔牌水泥与泵送剂加水拌合，本身无水石膏对泵送剂的吸附作用就大，加之无水石膏掺量又高，泵送剂中的有效成分木钙(木钠)和糖钙被大量吸附，石膏失去调凝作用，水泥中C3A 大量水化，最终导致混凝土塌损严重。

经对问题的原因分析发现，解决办法之一是让水泥厂家在水泥中不掺加价格相对低廉的工业副产品石膏(无水石膏)，最好采用二水石膏作为调凝剂或者商砼站改用其他水泥厂与外加剂适应性好的水泥。解决办法之二是商砼站用新进的水泥给外加剂厂家做相关试配，调整泵送剂的配方，降低木钙(木钠)和糖钙组分的掺量，增加高效减水剂等组分掺量，提高水泥与泵送剂的适应性。考虑到各方面的实际情况，显然第二种方案相对容易实施且耗时较短。事实也证明了，经过外加剂厂家的试配和对泵送剂配方优化调整，成功解决了塔牌水泥与泵送剂的适应性差的问题。后期生产的混凝土塌损正常，施工性能良好。