裴志軍/PEI Zhi-jun

（1.華菱星馬汽車（集團(tuán)）股份有限公司，安徽 馬鞍山 243061；2.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥 230002）

預(yù)拌混凝土在生產(chǎn)、運(yùn)輸、泵送環(huán)節(jié)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)離析的問(wèn)題，亦即勻質(zhì)性問(wèn)題。雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在評(píng)定勻質(zhì)性方面給定了相關(guān)評(píng)定指標(biāo)，但檢測(cè)操作繁瑣，實(shí)際使用較少。所以實(shí)際施工中在判斷離析的方法上通常采用目測(cè)方式。在泵送時(shí)，經(jīng)常遇到攪拌車開(kāi)始卸前1m3料時(shí)出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，而遭遇施工方退料糾紛。所以在預(yù)拌混凝土交付過(guò)程中，存在一些技術(shù)上的爭(zhēng)議，常引起生產(chǎn)和使用單位的糾紛，在一定程度上對(duì)預(yù)拌混凝土的發(fā)展起到阻礙作用。作者根據(jù)多年的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從以下3個(gè)方面對(duì)預(yù)拌混凝土的勻質(zhì)性問(wèn)題進(jìn)行分析探討，并提出相應(yīng)的解決方法。

1 預(yù)拌混凝土離析的概述

混凝土的攪拌過(guò)程，石子、砂子、水泥、礦物摻合料、水、外加劑等各組分間，既存在著化學(xué)變化，又存在著物理混合。從微觀和宏觀上，發(fā)生量的變化，也發(fā)生著質(zhì)的變化。攪拌的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，它存在著拌和與離析的矛盾運(yùn)動(dòng)。拌和質(zhì)量是任意容積混合料中各組分與理想狀態(tài)均勻程度-勻質(zhì)性來(lái)衡量?；炷岭x析，從現(xiàn)象上來(lái)說(shuō)是水泥砂漿與粗骨料（石子）出現(xiàn)了分離?；炷岭x析會(huì)造成泵送困難、混凝土強(qiáng)度降低、收縮裂縫龜裂等問(wèn)題。

國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)勻質(zhì)混凝土[1、5]做出了檢驗(yàn)要求：混凝土中砂漿密度的相對(duì)誤差不大于0.8%，單位體積混凝土中粗骨料質(zhì)量的相對(duì)誤差不大于5%的混凝土，每罐混凝土的坍落度差值不大于20mm。但在具體施工中，攪拌車將混凝土運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)每車混凝土做混凝土砂漿密度相對(duì)誤差和粗骨料質(zhì)量相對(duì)誤差，由于所需試驗(yàn)的儀器和器具復(fù)雜，只有在實(shí)驗(yàn)室完成，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法完成，所以這種定量分析檢查很少實(shí)施。在施工過(guò)程中，通常是通過(guò)目測(cè)來(lái)檢驗(yàn)攪拌車卸料過(guò)程的不同階段粗集料的視覺(jué)差別來(lái)判斷混凝土的勻質(zhì)性的。

2 攪拌站的技術(shù)問(wèn)題

混凝土出現(xiàn)離析問(wèn)題主要是攪拌站調(diào)配混凝土的技術(shù)問(wèn)題，不同級(jí)別的混凝土配合比有著嚴(yán)格的規(guī)范。石子（碎石或卵石）、砂（天然砂或人工砂）、水泥、水以及礦物摻合料（粉煤灰等）、外加劑等各組分使用不當(dāng)，均可造成離析。就原材料來(lái)說(shuō)，混凝土拌和物中用水量、石子級(jí)配好壞、減水劑摻量、砂子的含水量和含泥量、水泥細(xì)度、粉煤灰細(xì)度對(duì)混凝土離析都有重要影響。

2.1 原材料的性質(zhì)及選用

1）水泥的影響 水泥細(xì)度在國(guó)標(biāo)中是選擇性指標(biāo)，但對(duì)混凝土是否產(chǎn)生離析有重要影響。細(xì)度高，活性大，需水量增大，對(duì)減水劑的吸附能力越強(qiáng)，會(huì)減弱了減水劑的減水效果。而當(dāng)水泥細(xì)度大幅度降低時(shí)，減水劑的減水效果增強(qiáng)，在減水劑摻量不變的情況下，混凝土用水量應(yīng)大幅度減少，故易造成減水劑過(guò)量，引起離析現(xiàn)象。常發(fā)生在減水劑摻量高的高強(qiáng)度混凝土中。

2）石子、砂骨料的影響 細(xì)骨料按來(lái)源可分為：天然砂（河砂、海砂、山砂）、人工砂（即機(jī)制砂）、混合砂（天然砂和人工砂按比例混合），其中河砂的可泵性最好，機(jī)制砂的可泵性最差。細(xì)骨料按粒徑可分為粗砂、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂，其中中砂的可泵性最好。粗骨料按形狀可分為：卵石、碎石。卵石的可泵性好于碎石。

混凝土中骨料的合理選用及其質(zhì)量皆影響混凝土的質(zhì)量，選用不當(dāng)易造成離析現(xiàn)象。如：卵石較碎石易離析；石子粒徑大、單粒級(jí)易離析；針、片狀顆粒的含量增大，易離析；砂子含石量大（特別是片狀石屑）易離析；砂石含水率過(guò)高(特別是砂子含水率過(guò)高，大于10%)易離析；砂石的含泥量大會(huì)使水泥漿同骨料的粘結(jié)力降低，易引起離析現(xiàn)象。

3）粉煤灰 是混凝土重要的摻和料之一，其細(xì)度的變化會(huì)引起離析現(xiàn)象。

4）外加劑 其選用需根據(jù)混凝土性能要求、施工條件和氣候情況，同時(shí)結(jié)合原材料、配合比等因素綜合考慮，并且選用外加劑的品種和摻量應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)最后確定。在很多攪拌站，很多憑借大致經(jīng)驗(yàn)而較隨意，其使用不當(dāng)也易引起離析現(xiàn)象。

2.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

1）混凝土配合比 混凝土中各組成材料之間的比例關(guān)系?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)需滿足混凝土設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)、和易性、耐久性。各個(gè)商業(yè)攪拌站在滿足上述條件下做節(jié)約水泥、采用低成本石子和砂子等，降低混凝土成本。配合比不當(dāng)是造成離析現(xiàn)象的重要原因。

圖1 石子級(jí)配差造成離析

2）石子的顆粒級(jí)配 需選用連續(xù)粒級(jí)，單粒級(jí)配會(huì)造成離析。最大粒徑（一般是根據(jù)泵送輸送管道最小口徑、輸送高度）大也易離析。離析現(xiàn)象如圖1所示。

3）砂率、砂的顆粒級(jí)配和含水率 砂的顆粒級(jí)配區(qū)，優(yōu)先選擇Ⅱ區(qū)砂。當(dāng)采用Ⅰ區(qū)砂時(shí)，應(yīng)提高砂率并保持足夠的水泥用量，當(dāng)采用Ⅲ區(qū)砂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低砂率。否則會(huì)造成和易性差、離析的問(wèn)題。

4）水膠比 混凝土強(qiáng)度隨著水膠比增大而降低。一些不規(guī)范的攪拌站，為便于攪拌、泵送，隨意用水稀釋拌和物，改變水膠比，易造成離析。

3 攪拌運(yùn)輸車對(duì)離析的影響

在施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題：在攪拌車卸料開(kāi)始部分，約前1m3混凝土較干，石子較多，難泵送，常堵管。一般而言，這種現(xiàn)象常出現(xiàn)在大方量攪拌車上。攪拌車的設(shè)計(jì)合理與否、正確使用與否對(duì)混凝土是否離析有重要影響。

3.1 攪拌車的設(shè)計(jì)角度對(duì)離析的影響因素

1）螺旋線線型及螺旋角參數(shù) 常用線型分為阿基米德螺旋線、對(duì)數(shù)螺旋線、非等角對(duì)數(shù)螺旋線。筒體的不同區(qū)段選用何種螺旋線以及螺旋角參數(shù)的選擇，對(duì)離析有重要影響。

2）螺旋葉片的高度 由于筒體系列化種類多，不同直徑筒體螺旋葉片高度是否合理，對(duì)攪拌是否均勻、混凝土是否離析有重要影響。

3）螺旋葉片的光順性 葉片間光順性不好，會(huì)造成混凝土內(nèi)部石子在不光順區(qū)線速度突變，易造成離析現(xiàn)象。

4）攪拌筒最大直徑 最大直徑越大，會(huì)造成筒壁處石子線速度過(guò)大，易造成離析。

5）填充料 填充料過(guò)大，意味著筒體內(nèi)前部葉片距離混凝土上平面過(guò)大，易造成攪拌不均勻而離析。

6）輔助葉片設(shè)計(jì) 對(duì)于填充料過(guò)大等而出現(xiàn)攪拌不均勻現(xiàn)象，可在筒體內(nèi)前部增加輔助葉片，增強(qiáng)攪拌功能。

3.2 攪拌車使用對(duì)離析的影響因素

1）攪拌時(shí)間：在攪拌站主機(jī)內(nèi)，每盤料的攪拌時(shí)間不得低于30s，配置C50以上強(qiáng)度混凝土攪拌時(shí)間需增加。如果攪拌站主機(jī)攪拌時(shí)間短會(huì)造成沒(méi)有充分混合，而出現(xiàn)勻質(zhì)性差而出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

2）運(yùn)輸過(guò)程中攪拌筒轉(zhuǎn)速：攪拌筒保持低轉(zhuǎn)速攪動(dòng)，恒速最佳，一般轉(zhuǎn)速控制在1～3r/min。若運(yùn)輸時(shí)罐體轉(zhuǎn)速過(guò)快，混凝土中由于多種介質(zhì)的比重不同，會(huì)使得比重較大的粗集料與砂漿發(fā)生分離而集中在靠近罐體的部位，從而造成離析問(wèn)題。

3）到工地后快速攪拌：混凝土攪拌運(yùn)輸車向混凝土泵卸料時(shí)，為了使混凝土拌和均勻，卸料前應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)攪拌筒。

4）在運(yùn)輸時(shí)不能向攪拌筒內(nèi)加水：夏天出現(xiàn)離析頻率高，因環(huán)境溫度高，出料口處水分蒸發(fā)快，坍落度損失較大。所以要根據(jù)運(yùn)輸距離和運(yùn)輸時(shí)間，出站前要將坍落度適當(dāng)提高（通過(guò)調(diào)整混凝土配合比：提高砂率、用水量），防止混凝土塌落度損失過(guò)快而離析。

5）攪拌車運(yùn)輸時(shí)間：攪拌車運(yùn)輸混凝土的運(yùn)送時(shí)間不應(yīng)超過(guò)1.5h。如果運(yùn)輸時(shí)間太長(zhǎng)（運(yùn)距遠(yuǎn)或泵送前等待時(shí)間長(zhǎng)），導(dǎo)致混凝土坍落度損失過(guò)大，混凝土運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)已超過(guò)初凝時(shí)間，易產(chǎn)生離析。

6）裝載量不能超標(biāo)：裝載超過(guò)攪拌容積，甚至裝到攪拌筒導(dǎo)料錐、進(jìn)料斗內(nèi)，超載部分得不到攪拌，易產(chǎn)生離析。

4 結(jié) 語(yǔ)

離析問(wèn)題是混凝土行業(yè)的一個(gè)綜合性難題，它不僅與攪拌站的配置水平有關(guān)系，也與混凝土的運(yùn)輸工具-攪拌車的設(shè)計(jì)和使用有關(guān)系。

本文從混凝土原材料的各成分所起作用、混凝土配合比設(shè)計(jì)、攪拌車的使用以及攪拌筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)離析的影響做了的探討，為分析解決混凝土離析難題提出了有益的思路。

[1]GB/T 26408-2011，混凝土攪拌運(yùn)輸車[S].

[2]GB/T 14902-2003，預(yù)拌混凝土[S].

[3]JGJ 55-2011，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

[4]JGJ/T10-2011，混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程[S].

[5]GB/T9142-2000，混凝土攪拌機(jī)[S].

[6]JGJ 52-2006，普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].