袁維紅 梁永平（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州730060）

近年來，我國在鐵路、公路、水利、能源環(huán)保及社會(huì)民生等領(lǐng)域，圍繞鄉(xiāng)村振興、精準(zhǔn)脫貧以及“一帶一路”等基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目方面建設(shè)規(guī)模較大。這些以新技術(shù)、新材料為代表的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土技術(shù)提出了新要求，而與混凝土質(zhì)量息息相關(guān)的問題則主要存在于其自身材料組成方面，主要表現(xiàn)為原材料質(zhì)量、膠凝材料與功能外加劑。

現(xiàn)階段，基于制作混凝土的原材料、混凝土拌和物用水量測(cè)定技術(shù)、混凝土配比設(shè)計(jì)以及耐久性要求等方面因素的影響，混凝土在配置中主要有以下方面的技術(shù)難題：①粘性過大；②由于粘附力過高，常會(huì)依附于管壁使泵送困難，產(chǎn)生抓底問題；③靜置后流動(dòng)性失去很快，假凝現(xiàn)象明顯。這些問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了混凝土的質(zhì)量和應(yīng)用。故研究改善混凝土的粘性和抓底，提高混凝土的和易性與流動(dòng)性，對(duì)于其品質(zhì)控制具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 混凝土抓底產(chǎn)生的原因

混凝土的工作性主要包含流動(dòng)性、粘聚性及保水性。擁有良好的工作性是混凝土綜合技術(shù)性質(zhì)的體現(xiàn)，主要表現(xiàn)為在各工序（攪拌、運(yùn)輸、澆注、搗實(shí)等）中易于施工操作，并能獲得成型密實(shí)、質(zhì)量均勻等性能，這與混凝土的施工工藝密切相關(guān)[1]。

在混凝土混合料拌和生產(chǎn)時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生混凝土出機(jī)后工作性良好，但當(dāng)堆放幾分鐘后，水泥砂漿從粗骨料中分離析出，使粗骨料失去砂漿的包裹性而出現(xiàn)泌水，底層有沙子泌出、流動(dòng)性差的假凝現(xiàn)象出現(xiàn)導(dǎo)致翻拌困難，這類情況稱為混凝土的板結(jié)、抓底。

圖1 和易性較好的混凝土

圖2 泌水抓底混凝土

研究表明，影響混凝土工作性的因素經(jīng)常會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，且相互制約。若混凝土拌合物泌水嚴(yán)重，則靜置后就會(huì)出現(xiàn)假凝問題，且沉淀的砂漿又由于水灰比過低，隨之導(dǎo)致粘附性增強(qiáng)，進(jìn)而出現(xiàn)抓底[2]。另外，當(dāng)拌合物的保水性很好時(shí)，若其粘性過大，流動(dòng)性會(huì)降低，也會(huì)導(dǎo)致抓底的產(chǎn)生。再者，當(dāng)外加劑與水泥的相容性不好時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生混凝土粘性增大，抓底現(xiàn)象的產(chǎn)生。假凝、抓底是混凝土拌合物失去體積穩(wěn)定性的一種表征，沒有拌合物的穩(wěn)定性，就不可能有硬化混凝土的結(jié)構(gòu)勻質(zhì)性，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性帶來嚴(yán)重影響。

2 混凝土產(chǎn)生抓底的影響因素分析

從混凝土配制的形成過程來看，導(dǎo)致混凝土抓底或者板結(jié)的原因主要包括：①原材料質(zhì)量；②摻合料數(shù)量；③外加劑數(shù)量；④配合比；⑤混凝土配制工藝。

2.1 混凝土摻合料的影響

混凝土混合料漿體中的堿含量關(guān)系到摻合料玻璃質(zhì)無定形物質(zhì)中富鈣相和富硅相的分解，而現(xiàn)在常用的P·O42.5水泥中堿含量普遍偏低，使得大摻量礦物摻合料混凝土拌合物在漿體初期中富鈣相和富硅相等離子的濃度很低，導(dǎo)致漿液稀簿而失去對(duì)石子的包裏性，這就是因水泥的堿度低而導(dǎo)致的泌水、板結(jié)、抓底的本質(zhì)所在。

為了保證施工性能，通過適量摻加粉煤灰、礦渣等混合料來降低水泥用量是合理的。研究表明[3]：當(dāng)混凝土摻合料摻量超過35%時(shí)，混凝土拌合物保水性變差，容易抓底，易于泌水，不利于泵送施工。

2.2 水泥的影響

水泥溫度、水泥存放時(shí)間以及原材料穩(wěn)定性也會(huì)間接影響混凝土拌合物的抓底。

在混凝土拌和過程中，如果直接使用從生產(chǎn)廠運(yùn)輸出來的水泥，則水泥到商品混凝土公司時(shí)溫度可能還有70℃～80℃，導(dǎo)致減水劑超摻，進(jìn)而形成混凝土的抓底。在生產(chǎn)中使用剛進(jìn)的新鮮水泥與庫存水泥相比，水泥對(duì)減水劑的吸附能力下降明顯，影響拌合物質(zhì)量；而且不同廠家由于生產(chǎn)工藝及自身原材料穩(wěn)定性的差異，生產(chǎn)的水泥在質(zhì)量、穩(wěn)定性等方面就會(huì)不同。特別是原材料來源和工藝的不穩(wěn)定，會(huì)因熟料礦物成分和摻合料的變化帶來混凝土的抓底，生產(chǎn)中很難及時(shí)查明原因。

2.3 機(jī)制砂、石的影響

近年來機(jī)制砂石已成為商品混凝土的粗細(xì)骨料主流，受到機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)與砂率的選擇不匹配、砂石中的含泥量不穩(wěn)定、石子級(jí)配差以及砂石含水與配合比設(shè)計(jì)含水率不一致等質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)的影響，也是造成混凝土抓底的原因之一。

當(dāng)機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)偏大，要使得混凝土具有一定的保水性、粘聚性，則必須增大砂率，從而增加了細(xì)骨料的總表面積。當(dāng)粗骨料一定時(shí)，砂率的增大會(huì)使混凝土拌合物的粘聚性、保水性變差，拌合物產(chǎn)生抓底是必然的結(jié)果。

在混凝土生產(chǎn)中，當(dāng)砂石含泥量較高時(shí)，會(huì)適當(dāng)?shù)靥岣邷p水劑的用量，造成混凝土抓底的產(chǎn)生。而石子級(jí)配差則會(huì)使拌合物空隙率增大，水泥砂漿不足以填充骨料的空隙，產(chǎn)生石子在漿液中呈懸浮狀或者離析沉底抓底的現(xiàn)象。

2.4 外加劑的影響

外加劑與水泥或摻合料的相容性不良也會(huì)引起混凝土的抓底[4]?；炷翆?duì)用水量敏感性非常大，用水量少，混凝土坍落度達(dá)不到要求，當(dāng)用水量較多時(shí)，則很容易出現(xiàn)拌合物離析、泌水的問題。研究表明[5]：在使用減水劑減少用水量的同時(shí)，采用復(fù)配適量的保水調(diào)黏劑與和易性調(diào)節(jié)劑可以降低由于外加劑的使用造成對(duì)水的敏感性，提高混凝土的包裹性和流動(dòng)性。

2.5 施工工藝的影響

混凝土質(zhì)量控制的好壞與試驗(yàn)室的工作密不可分，施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)加水改變配合比、過度振搗等都是施工工藝中抓底等現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。故在每次混凝土攪拌前，試驗(yàn)室必須要檢驗(yàn)砂、石料的含水量，調(diào)整商品混凝土的用水量，以控制商品混凝土的水灰比，在施工中適度振搗，改變振搗愈久愈密實(shí)的錯(cuò)誤觀念。

3 混凝土產(chǎn)生抓底的處理措施

基于上述引起抓底的原因，要解決影響混凝土質(zhì)量的問題，就需要從原材料選擇到拌和的過程中盡早發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生的原因并釆取有針對(duì)性措施，防患于未然。

3.1 材料組成控制

解決混凝土抓底的問題是一個(gè)系統(tǒng)和連續(xù)性的工作。針對(duì)水泥原因?qū)е碌淖サ讍栴}，可采取的方法有：①進(jìn)廠水泥進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)工作保證水泥的質(zhì)量；②在滿足混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，盡可能使用粉煤灰等材料作為活性摻合料；③根據(jù)硅粉可以改善混凝土抓底的特性，可以使用一定數(shù)量的硅粉或者是沸石粉取代少量的水泥[6]。

對(duì)于砂、石骨料對(duì)質(zhì)量的影響可以采取的措施有：①進(jìn)場(chǎng)仔細(xì)檢查骨料的級(jí)配，確保骨料質(zhì)量；②控制骨料中的含水率符合設(shè)計(jì)配合比的需求，否則及時(shí)進(jìn)行配合比的調(diào)整；③適當(dāng)提高配制混凝土的砂率，避免出現(xiàn)抓底問題。

在外加劑特別是減水劑使用時(shí)，為了避免抓底問題的產(chǎn)生，一是要避免減水劑使用量過大，導(dǎo)致混凝土單位用水量的降低；二是要保證外加劑的摻入時(shí)間節(jié)點(diǎn)和攪拌的均勻性，這就需要提高外加劑使用的精確性。

雖然諸如粉煤灰等摻合料對(duì)改善混凝土的和易性、密實(shí)性和抗離析性能作用積極，而且摻加適量的摻合料可以起到降低水泥用量，提高強(qiáng)度的作用。但合適的礦物摻合料對(duì)控制混凝土質(zhì)量意義重大，這就需要在礦物摻合料進(jìn)廠時(shí)要做好檢測(cè)工作，并且要根據(jù)工程的需要對(duì)摻量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整[6]。

在原材料使用中，除了要對(duì)混凝土組成材料檢驗(yàn)和控制之外，在計(jì)量工序中需要確定混凝土各組成材料的計(jì)量偏差，偏差要滿足表1的要求[7]。

表1 混凝土組成材料計(jì)量控制偏差允許值

3.2 拌和過程控制

在拌和過程中要消除抓底現(xiàn)象，首先在攪拌工序中，要保證混凝土拌合物在均勻性方面滿足規(guī)定；而且攪拌完畢后，應(yīng)按照攪拌地點(diǎn)和澆筑地點(diǎn)分別進(jìn)行取樣，檢測(cè)混凝土拌合物的各項(xiàng)性能，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)定。

針對(duì)混凝土在拌和過程中出現(xiàn)抓底的現(xiàn)象，總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)[5,6]提供的方法，其主要改進(jìn)措施見表2。

表2 混凝土出現(xiàn)抓底現(xiàn)象的原因及改進(jìn)措施

在混凝土質(zhì)量控制，特別是抓底現(xiàn)象的處理方面，不僅要從組成材料方面著手，而且在拌合物的攪拌、運(yùn)輸甚至于澆筑和運(yùn)輸方面均需要加強(qiáng)工序的控制。對(duì)生產(chǎn)過程中獲取的相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，要定期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)生產(chǎn)過程的質(zhì)量動(dòng)態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，并及時(shí)采取措施和相應(yīng)的對(duì)策。

4 結(jié)論

在混凝土制備過程中如果出現(xiàn)了抓底問題，將影響混凝土的工作性能，進(jìn)而對(duì)建（構(gòu)）筑物的耐久性與安全造成較大影響。為了避免混凝土在配制過程中出現(xiàn)抓底問題，需要從原材料的選擇和控制著手，摻合料和外加劑的選擇嚴(yán)格按照規(guī)范和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來選擇，從配合比選配、混凝土的生產(chǎn)以及施工工藝方面著手，選擇合理的相關(guān)方案，保證混凝土的工作性（無泌水、無泌漿、無沉淀抓底現(xiàn)象），以提高混凝土的質(zhì)量。