落度又称沉入度,是表示混凝土拌和物的流动性的一种指标。是指拌好的混凝土装满于无底圆锥筒内捣实,把筒垂直提起后混凝土坍落的高度与筒高之差。
坍落度的测试过程为先按要求等级配比制备混凝土试样。将混凝土分三层装入无底圆锥筒内,插捣后将筒顶混凝土抹平,刮清底板,垂直提起坍落度筒,提筒时间为5-10 s。装料、插捣,提起的全过程应不大于150 s。坍落度筒提起后,混凝土会自行下塌,用直尺量出塌落距离,即为坍落度,精确至5 mm。混凝土下塌时若顶面倾斜,应测量顶面中心的下塌距离作为坍落度。若混凝土的坍落度小于10 mm,宜改用其他方法测定稠度。尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室,通常是做坍落度试验测定拌合物的流动性,并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。
坍落度分为T1、T2、T3、T级,影响混凝土坍落度的因素主要有级配变化、含水量、衡器的称量偏差、外加剂的用量,容易被忽视的还有水泥的温度等。
测试方法
试样制备
按要求等级配比制备混凝土试样。
测试
将坍落度筒湿润,置于刚性、平坦、湿润且不吸水的底板上。混凝土分三层装入筒内,每层用捣棒插捣25次,然后将筒顶混凝土抹平,刮清底板,垂直提起坍落度筒,提筒时间为5-10 s。装料、插捣,提起的全过程应不大于150 s。坍落度筒提起后,混凝土会自行下塌,用直尺量出塌落距离,即为坍落度,精确至5 mm。混凝土下塌时若顶面倾斜,应测量顶面中心的下塌距离作为坍落度。若混凝土的坍落度小于10 mm,宜改用其他方法测定稠度。当坍落度大于220 mm时,坍落度不能准确反映混凝土的流动性,用混凝土扩展后的平均直径即坍落扩展度,作为流动性指标。
纪录
记录所测试验结果。
坍落度分级
资料来源
影响因素
水泥矿物组分的影响
水泥的矿物组成中C3A、C3S对水泥的水化速度和强度的发挥起决定作用。水泥中的C3A是水泥水化反应最早并且最快进行的矿物质,因而在掺加外加剂的混凝土中,对于混凝土的早期坍落度及流动性,C3A的影响是最主要的。水泥中的C3A含量越高,水泥减水效果就会越差,坍落度也越小。造成这种现象的原因是:当减水剂加入混凝土拌合物中后,首先被水泥中的C3A所吸附。在减水剂掺量不变的条件下,由于被C3A吸附量大,使得用于分散C3S和C2S等其他组分的量显著减少,减水效果变差。此外,水泥中碱含量高,也会造成减水剂的减水效果变差。水泥熟料中碱含量过高,就会使水泥凝结时间缩短,使其早期强度及流动度降低,因此,碱含量高的水泥掺加外加剂的减水效果也会较差。
水泥调凝组分的影响
石膏是水泥熟料的助磨和调凝材料。在进行粉磨时,石膏研磨细度大,颗粒相对粗,溶解度不够,在水化反应时就易产生速凝。如果石膏用量不够,在水化反应时不能有效控制C3A的水化,水泥的凝结时间就比较短。同时,不同的石膏形态也会对混凝土外加剂减水率造成不同的影响,在水泥混凝土中,二水石膏(CaSO4·2H2O)调凝效果优于烧石膏(CaSO4·1/2H2O)。石膏与水泥熟料的粉磨温度通常较高,从而使二水石膏脱水或半水石膏再脱水成石膏,导致外加剂与水泥适应性较差。有的石膏(特别是无水石膏或工业石膏)在使用木钙或糖蜜类减水剂时会产生速凝现象。
水泥掺合料的影响
根据国家标准,允许在水泥中掺入一定量的掺合料,常用掺合料有粉煤灰、火山灰、煤矸石等,由于掺合料的性能不同,也会影响外加剂对水泥的适应性。通常对外加剂减水效果影响较为显著的是掺煤矸石、黏土等。煤矸石影响减水剂的减水效果的原因是:煤矸石的比表面积大,吸附能力较强,外加剂掺入后,大部分被它吸附,而占较大比例的水泥粒子得不到外加剂的吸附分散,水泥颗粒加速水化,流动性迅速降低,坍落度变小。
水泥温度和新鲜度的影响
新鲜、温度高的水泥配制的混凝土,在相同的水泥用量、水灰比情况下,其初始坍落度会偏小,而且坍落度经时损失也很快。新鲜水泥在粉磨时,由于粉磨的撞击作用使得水泥颗粒会带上一定的静电,而减水剂是阴离子型表面活性剂,会被水泥所带的静电所吸附,从而造成混凝土的初始坍落度偏小;刚出磨机的水泥温度高、干燥度高,早期水化快,水化时发热量大,所以需水量大,因而对外加剂的吸附量也大,减水剂对其塑化效果也就越差,混凝土坍落度损失也较快。当新鲜水泥存放一段时间后,由于其中游离氧化钙减少使混凝土拌合物需水量减少,坍落度损失减缓,从而改善了混凝土外加剂与水泥适应性。
粉煤灰的影响
粉煤灰的需水量比小、烧失量小,所配制的混凝土坍落度就越大,反之就会越小。这主要是由于劣质粉煤灰比较粗,需水量大,碳含量高,碳粒子具有开放性气孔,能够吸附大量的塑化剂和水,适应性变差;优质粉煤灰(一般为I级和II级粉煤灰)比较细,碳含量低,需水量小,并且含有大量的玻璃微珠,能提高混凝土的和易性,同时粉煤灰不参与早期水化,适应性好。粉煤灰中掺加了一些其他的非活性组分,这些组分会对减水剂进行吸附,使得部分的减水剂失去其减水的作用,减水率降低,从而导致混凝土坍落度偏小;粉煤灰在粉磨中会受到撞击作用,粉煤灰的颗粒形态被破坏,不规则的颗粒使得配制的混凝土流动性能差,混凝土易于堆积,配制的混凝土坍落度自然就会变小。
混凝土的集料级配的影响
混凝土的集料级配变化对混凝土坍落度的影响很大,因为水和水泥对等体积的粗集料和细集料的包裹率有着很大的差别。如在同等含水量和水灰比的情况下,细料混凝土坍落度远远小于粗料混凝土坍落度。因此在混凝土搅拌生产过程中,往集料仓里上料时,要尽可能保持各仓集料级配相对稳定,从而确保混凝土级配的稳定。
混凝土的含水量的影响
混凝土含水量的变化对混凝土坍落度的影响明显,如在雨水较大地区,混凝土的坍落度很不好控制。因此,在搅拌生产过程中应先测一下骨料中的含水率,水秤中应扣除这些水量,以得到理想的效果。
计量秤的误差的影响
水秤和水泥秤的称量偏差对混凝土坍落度的影响很大,如果水秤和水泥秤的称量偏差都是稳定的,操作人员可根据实际称量计算用量。如果这个偏差是不稳定的,尤其是用流量计进行水量计量,偏差较大且不稳定时,坍落度不易控制。
外加剂的用量
外加剂的用量也是影响混凝土坍落度的重要因素,使用外加剂虽然能使用水量减少,但用量过大会使混凝土的一些物理、化学性能发生较大变化。所以,在生产过程中,外加剂的用量应相对稳定,才会起到较好的作用。
外加剂与水泥的适应性的影响
混凝土外加剂种类与水泥品种存在适应性问题,如果混凝土外加剂与水泥的适应性不好,即会严重影响混凝土的流动性,造成混凝土的坍落度损失。如掺有矿渣微粉的混凝土,如果混凝土外加剂选择不好,会使混凝土的凝结时间大为缩短,严重影响混凝土的坍落度。
水泥的粉磨细度的影响
水泥的细度会影响水泥的标准稠度需水量,通常水泥的比表面积越大,需水量越大。特别是掺有火山灰类混合材的水泥,往往比表面积很大,水泥标准稠度需水量很高,在混凝土水灰比相同的条件下,会使混凝土的坍落度降低。如果水泥的细度波动大,就会造成混凝土坍落度的波动。
水泥凝结时间的影响
在水泥熟料的燧烧过程中,由于某些原因,往往会造成水泥熟料中的某些快凝矿物含量发生变化,使水泥的凝结时间不正常,或者波动很大,时快时慢,造成混凝土的坍落度变化很大。
搅拌时间的影响
混凝土搅拌时间长会造成骨料吸水量加大,使混凝土熟料中的自由水分减少,造成混凝土坍落度的损失。
运输机械的影响
混凝土搅拌运输车运输距离和时间越长,混凝土熟料进行化学反应、水分蒸发、集料吸水等的时间也越长,自由水分会减少,造成混凝土坍落度经时损失,混凝土皮带运输机、串筒还会造成砂浆损失,这也是造成混凝土坍落度损失的重要原因。
浇筑时间的影响
混凝土浇筑时间不同,也是造成混凝土坍落度损失的一个重要原因。早上和晚上气温低,水分蒸发慢,对坍落度影响较小;中午和下午气温高,水分蒸发快,对坍落度影响较大。水分损失越快,混凝土坍落度损失越大,混凝土的流动性、黏聚性等越差,质量越难保证。