泵送剂对新拌混凝土性能？硬化混凝土的性能的影响

1、对新拌混凝土性能的影响
（1）和易性
泵送剂的主要成分是减水剂，能够显著改善混凝土的和易性，尤其是对低水泥用量的贫混凝土，在不提高水泥用量的情况下大大提高拌和物流动性，使其能够满足泵送要求。坍落度在12～25cm都符合泵送要求，坍落度过小则吸入困难，无润滑层，摩擦阻力大，容易堵泵，泵送效率低。坍落度过大，在泵送压力下弯头处容易产生离析而堵泵。泵送剂在正确的掺量下能够提高混凝土坍落度8cm以上。根据实际混凝土要求，制定适宜掺量，或根据厂家推荐掺量来使用。但是在使用之前一定要做与水泥的适应性试验，确保混凝土的正常泵送。混凝土的流动阻力随水灰比的减小及和易性的降低而增加，但是从混凝土的长期性能来看，水灰比大，强度、耐久性就降低，所以要求混凝土不仅要水灰比较小，而且和易性要好，这样的矛盾就可以通过掺高效减水剂来解决，在相同的坍落度时，可以降低混凝土的单位用水量，因此减水剂就是泵送剂中的最主要成分。和易性的好坏可以在做混凝土坍落度试验时看出来，当坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样另行测定；如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土和易性不好。
（2）保水性
混凝土的保水性一般是以泌水来表示，保水性好坏也可以在做混凝土坍落度试验时看出来，保水性差的混凝土在坍落度筒提起后，有较多的水泥浆从底部淌出。泌水率关系到泵送混凝土的匀质性和可泵性，泵送混凝土是在一定的泵压下由管道输送到浇筑现场，如果发生泌水，不但影响混凝土的质量，而且会堵塞管道，造成堵泵，因此对泵送剂不但有常压泌水率要求，而且有压力作用下泌水率的要求。在常压情况下泵送混凝土在坍落度为（18±1）cm时的泌水率称作常压泌水率。压力泌水是泵送剂的特定指标，试验在压力泌水仪中进行。
（3）黏聚性
混凝土的黏聚性在试验中尚无衡量指标，一般凭眼睛观察，黏聚性差的混凝土在试验时容易倒坍和离散，坍落度扩展后的混凝土样中心部分可能有集料堆积，边缘部分可能有明显的浆体和游离水分离出来，黏聚性好的混凝土砂浆对石子的包裹性能也好，不会在混凝土泵送时出现混凝土泵把砂浆泵出去，而在泵车的进料斗中留下大部分的石子，从而产生堵泵的现象。加入好的泵送剂可使混凝土的黏聚性提高。砂率也是影响泵送混凝土黏聚性的主要因素之一，砂率较小容易离散，所以中低强度泵送混凝土的砂率往往都在40%以上，高强混凝土的砂率在34%～38%之间，大流动度的混凝土砂率可以达45%以上。
（4）含气量
混凝土中具有一定量均匀分布的无害小气泡，对混凝土的流动性具有很大的提高作用，因为微小的气泡能够减小混凝土内部摩擦，降低泵送阻力。而且一定的引气量还可以降低混凝土的离析和泌水，对提高混凝土的耐久性也是有利的。但是过高的含气量会使硬化的混凝土的强度下降很多，所以泵送剂一般的含气量都在2.5%～4%，不大于5.5%，且要求分布均匀。
（5）坍落度保留值
所谓的坍落度保留值就是混凝土拌和好，放置一段时间后的坍落度值，坍落度损失越少则混凝土的可泵性越好，因为当前混凝土绝大多数都是商品混凝土，从拌和好到工地具有一定的距离，运输过程中坍落度要有一定的损失。对运输距离远、气温较高的的季节，对泵送剂的保坍性能要求则特别的高，在不过分延长凝结时间的同时，要能够保持坍落度损失很小，目前大部分厂家生产的泵送剂一小时坍落度损失率都小于30%。GB 8076—2008规定了加泵送剂的混凝土1h坍落度经时变化量≤80mm。要达到此标准的要求，就需要在泵送剂中适量地添加缓凝剂、引气剂、保水剂等成分。坍落度损失与水泥的品种有很大关系，水泥的细度和矿物组成不同，都对坍落度损失有影响，细度越大，坍落度损失越大；矿物掺合料掺量越高，坍落度损失越小。选择合适的泵送剂组分对坍落度的保留值有很大的影响，缓凝剂的掺量一定要严格控制，它会带来一系列的危害混凝土性能的副作用，如使混凝土泌水率增加、抗离析能力降低，掺量过高还会使混凝土强度降低和凝结时间延长。因此，必须选择合适的缓凝剂与掺量，同时复合其他组分，抑制其负面影响。
（6）凝结时间
泵送剂有一定的缓凝作用，对初凝时间和终凝时间都有一定的延缓。这主要是由于泵送混凝土对坍落度的保留值有一定的要求，在运送到工地的过程中，坍落度损失不能过大，到工地后要能够顺利泵送。在做大体积混凝土工程时，泵送剂的加入还可以延缓混凝土的早期水化热，降低混凝土在强度很低时由于内外温差而产生的裂缝。泵送混凝土要特别注意冬夏季凝结时间的改变，在加入缓凝剂的时候一定要注意施工温度的改变。冬季施工时，不少工程希望用泵送剂提高混凝土早期强度，防止冻害，这些要求在泵送剂中掺入特定的组分是完全可以做到的，比如掺入早强剂和防冻剂等。

2、对硬化混凝土的性能的影响
（1）强度
混凝土的强度与混凝土的水灰比有密切的关系，与水泥的水化程度有关。泵送剂是一种表面活性剂，能够有效地降低水的表面张力，使水能够很好润湿水泥颗粒，从而排除吸附在水泥颗粒表面的空气，使水泥颗粒水化更加完全，加速水泥结晶形成过程，产生离子键结合。泵送剂中主要成分就是减水剂，目前市场上泵送剂的减水率都是比较高，所以可以大幅度降低混凝土的水灰比，因此硬化后的混凝土的空隙率就较低；此外，高效减水剂对水泥的分散性能好，因而可改善水泥的水化程度，以上综合效果就是使混凝土的各个期龄的强度都有显著的提高，1～3d抗压强度提高40%～100%，28d强度提高20%～50%，但一年龄期或更长期的抗压强度提高幅度减小。由于泵送混凝土中一般都掺有粉煤灰、矿渣或两者合掺，所以其后期的强度都有一定的增长，还有利于混凝土的综合性能的提高。
（2）收缩
混凝土的收缩，一般都是由水泥的水化引起的体积减小。收缩值取决于混凝土的水灰比和水泥用量，目前市场上泵送剂的减水率一般都是15%以上，所以水泥的干燥收缩值是比较的小，低强度的混凝土虽然水泥用量比较少，但是一般情况下水灰比较大，故收缩值也比较大，而高强混凝土虽然水灰比较低，但是由于水泥的用量较多，其收缩值也是不容忽视的。好的泵送剂具有降低混凝土收缩的功能，主要是通过掺入减缩剂或膨胀剂来降低混凝土的收缩。
（3）碳化
混凝土的碳化主要与混凝土的水灰比、矿物掺合料、养护条件等有关系，碳化是由于混凝土表面与空气中CO2反应，水泥中的Ca（OH）2与CO2反应生成CaCO3。环境中的CO2浓度越大，混凝土的碳化深度也就大；粉煤灰的掺量一直是人们关心的问题，粉煤灰的掺量有一个最佳值，要根据不同的水泥和粉煤灰来确定。泵送剂主要能够降低混凝土的水灰比，并且能够改善混凝土的孔结构，使混凝土中的孔结构趋于完全封闭，外界的CO2气体和水不能进入混凝土内部，从而降低碳化。泵送剂还可以改善混凝土表面的光洁度，使表面平整，也是降低碳化的一个方面。
（4）泌水
混凝土泌水就是混凝土在浇筑、振捣后，在凝结硬化的过程中，混凝土中的自由水分通过混凝土内部形成的毛细孔上浮至混凝土表面的现象。曾经有人认为混凝土泌水是一件好事，可以降低混凝土的水灰比，提高混凝土的强度。其实泌水在混凝土表面产生流砂水纹缺陷，表面的强度、抗风化和抗侵蚀的能力较差，同时，在水分上浮的过程中在混凝土内部留下许多毛细孔，降低了混凝土的抗渗性能，有些毛细管正好通达粗集料下部，被石子挡住，就在石子下表面形成一层水膜，降低了石子与砂浆的黏结力；泌水能够降低水灰比，也使混凝土的部分区域水灰比降低，但是同时也会增大部分区域的水灰比，而混凝土强度是由混凝土的最薄弱环节所决定的，故综合表现混凝土强度降低。泵送剂的掺入可以大大改善混凝土的泌水情况。因为混凝土的泌水与混凝土的单位用水量有很大的关系，泵送剂中的高效减水剂能够大幅度地降低混凝土中的单位用水量，因此能够降低混凝土的泌水。当然混凝土的泌水不仅与外加剂有关系，还与砂率、施工工艺等有一定关系。
（5）耐久性
混凝土的耐久性有四大指标，分别是冻融、硫酸盐侵蚀、碱-集料反应和Cl-渗透，混凝土泵送剂具有较高的减水作用，一般在大坍落度的情况下，有比一般混凝土小的水灰比，还具有提高混凝土的密实度作用，使外界有害物质不能进入混凝土内部，从而提高混凝土的耐久性。一般影响抗渗性较大的因素是水灰比，混凝土水灰比降低，改变了混凝土孔结构，使混凝土毛细管孔径变小，毛细管内液体蒸气压明显降低，在较小的静水压力下，难以使水通过毛细管而渗漏过去，这就大大地减少了毛细管渗水，混凝土的抗渗性能有很大的提高，渗透性提高对冻融循环的抵抗能力有利。泵送混凝土一般都会掺入矿物混合材，由于矿物混合材的细度相对较小，有助于填补混凝土的微小孔隙，有助于提高混凝土的密实度，故对混凝土的耐久性是有利的。碱-集料反应，是集料中的碱活性成分与水泥水化产物的碱反应，是破坏混凝土结构的一种作用，泵送混凝土中由于使用泵送剂后，大量使用矿物混合材，矿物掺合料可以抑制碱-集料反应。
（6）防止裂缝的产生
混凝土裂缝是近几年预拌混凝土出现较多的问题，产生裂缝的情况多种多样，其原因十分复杂，多出现在：
① 存在加速干燥的条件，如环境温度高、相对湿度低、空气流动快等，都会导致裂缝的产生和发展；
② 凝结时间过长，强度发展太慢，则容易导致混凝土的裂缝；
③ 混凝土的流动度过大或过小都会导致裂缝的产生，过大会导致离析、泌水和混凝土分层，过小会使泵送困难，振捣不密实，混凝土过于干燥；
④ 结构设计的合理性，这与混凝土的本身是没有关系的。
预防裂缝的出现就是要在混凝土拌和时采取预防措施，有些不是混凝土自身的问题，不过可以调整混凝土的配合比来适应施工的需要，比如环境温度高，可以在泵送剂中复配缓凝剂，在风大的环境中可以复配保水剂等。也可以避免在高温时施工，在易裂的部位可以增加丝网配筋，起到分散应力的作用，能够有效地防止裂缝的产生。