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【摘 要】水泥混凝土是我国建筑工程领域应用最为广泛、用量最大的建筑材料之一，在工程施工过程中，由于混凝土与工作部件产生了界面粘附，直接影响了施工质量和施工效率。本文根据水泥混凝土与工作部件产生界面粘附的机理，对影响水泥混凝土和工作部件界面产生粘附的因素进行了分析，为研究设计优良的减粘附工作表面提供基础。
【关键词】水泥混凝土；界面粘附；影响因素
1 引言
近年来随着我国基础建设领域的蓬勃发展，水泥混凝土在我国的使用量越来越大。然而由于水泥混凝土与工作界面间的粘附作用，对施工质量和施工效率产生了较大影响。例如在泵送混凝土施工中由于混凝土与输送管道的粘附作用降低了施工效率，严重的使混凝土产生离析甚至堵塞输送管道，影响施工质量；在水下灌注桩施工中由于混凝土与导管管壁间的粘附作用，使得混凝土灌注不顺利甚至堵管，影响到施工质量；在道路施工中，混凝土与摊铺机、拉毛机、分料器、挡料板、成型板、侧模板、纹面装置等工作界面产生粘附作用，一方面影响了施工效率和施工质量，一方面也给施工安全带来严重影响。尤其对于一些传统工作部件的界面，更容易受到混凝土粘附的影响，必须耗费时间在界面粘附物的清理上，严重影响工作效率，增加施工成本。总的来说，引起水泥混凝土和工作部件界面产生粘附的因素很多，包括界面水膜、水灰比、胶集比、粗集料形状、外加剂、工作部件界面形状、界面材料组成、温度、外力等。下面，对影响水泥混凝土和工作部件界面产生粘附的主要因素进行分析，为研究设计优良的减粘附工作表面提供基础。
2 水泥混凝土基本粘附原理
水泥混凝土是以水泥作为胶凝材料将矿质材料胶结成一体的一种复合材料，是现代建筑工程使用较多的一种建筑材料。在实际应用中，水泥浆体由最初的可塑状态通过一系列的物理化学变化过程，渐渐失去塑性而硬化产生强度。在硬化过程的初期，水泥混凝土与工作界面就会产生粘附现象，这是一种粘附于其它非混凝土表面的界面现象，不同于水泥混凝土的粘结和吸附，其主要原理是水泥混凝土表面和非水泥混凝土表面的相互作用。在水泥混凝土施工过程中，很多工序如布料、刮平、抹光、拉毛、捣实等，工作部件的表面都不可避免的要与混凝土产生摩擦和粘附，这种粘附即有固相接触的粘附，又有液相接触的粘附，其粘附机理同土壤粘附机理有相似之处，但水泥混凝土同工作部件界面的粘附还伴随着水泥浆体的化学变化因素。
3 界面水膜对粘附的影响
在水泥混凝土的施工过程中，需要加入适量的水以满足混凝土和易性及水泥水化反应的需要，其整个过程中，水是重要的参与者之一。由于水的参与，工作部件的表面不可避免的会形成局部连续水膜或者形成水环，连续水膜会产生水膜粘滞力，而水环则会产生水环引力，水膜粘滞力和水环引力都会使水泥混凝土和工作部件的界面之间产生粘附性，从而发生粘附现象，具体情况分为两个方面。
一方面，当水泥拌合物用水量较高时，水泥混凝土会与工作部件的界面之间形成连续水膜，由于连续水膜的存在，水泥混凝土中的颗粒表面以及工作部件界面会被完全浸入水膜之中。在这种情况下，由于完全浸入水膜之中使得工作部件界面的表面没有了表面张力，水泥混凝土的粘附力完全由水膜粘滯力所产生，随着时间的推移，水泥混凝土在经过一系列物理化学变化成型的过程中，水泥混凝土的颗粒表面张力会越来越大，由于水泥水化作用工作部件界面上形成的连续水膜越来越薄，水膜的变薄必然加大水的粘度，从而使得融合入水的水泥混凝土的粘附力随之增加并且因为连续水膜的继续变薄而越来越大，这也是水泥混凝土在其凝结初期时粘附力极大的主要原因。
另一方面，如果混凝土拌合物的用水量较少，此时在水泥混凝土和工作部件界面之间的没有形成连续水膜，水泥混凝土同工作部件界面的粘附性不再受水膜粘滞力的影响，但却会因此而形成水环，使水泥混凝土的粘附受到水环引力的影响，从而造成水泥混凝土与工作部件界面的粘附结果。通常情况下，在水环引力的作用下，水泥混凝土微突体对工作部件界面更容易产生粘附效果。单就水环引力来看，水环引力越小，则水泥混凝土对工作部件界面的粘附力就越小。
4 微观分子引力对水泥混凝土界面粘附力的影响
虽然由于水泥混凝土拌和物用水量的关系，有时候水泥混凝土同工作部件表面的局部接触面并不会形成水膜或者是水环，但由于水泥混凝土同工作部件界面之间的微观分子引力作用，依然会产生粘附力，形成粘附效果。这种微观分了引力作用的效果，同水泥混凝土表面张力、工作部件界面表面张力、固体材料表面张力都有关系，是各方面表面张力共同作用的结果。微观分子引力的具体计算可以 通过Lifishitz理论作为基础进行，根据相关公式很容易计算出水泥混凝土微突体同固体材料之间的相互作用能和相互作用力，从而最终计算出水泥混凝土的粘附功。这种微观分子引力的作用，在水泥混凝土同工作部件的界面之间的粘附作用是不可避免的，但可以通过一定的措施减少其影响。
5 静电引力对水泥混凝土界面粘附的影响
在水泥混凝土的粘附作用中，水泥混凝土由于吸附了大量的阳离子，因此在界面水膜的极性作用下，水泥混凝土的表面将会产生一定的静电引力，这种静电引力对水泥混凝土与工作部件界面的粘附有着极大的影响。在整个过程中，水泥混凝土吸附的阳离子在一定条件下，能够脱离水泥拌和物胶体而进入到水中，同阴离子相结合，从而在水泥混凝土表面产生静电。实际应用中，不同的阳离子所起的作用是不同的，一般来说并不能确定阳离子对静电平衡所起的影响，但能够根据阳离子的化学势态来确定不同离子的相对平衡值，从而衡量不同阳离了会使静电平衡向哪个方向发展。此外，由于水泥混凝土在工作界面接触界面上会形成局部粘闭效果，在局部粘闭内部因为存留了空气而形成空气负压，这种空气负压也会影响水泥混凝土的界面粘附力，从而产生粘附。
6 结束语
从水泥混凝土与工作部件界面产生粘附的影响因素来看，水泥混凝土与工作部件界面的粘附力主要来自于水膜粘滞力、水环引力、分子引力、静电引力以及空气负压等。因此，在实际应用中要减少水泥混凝土同工作部件界面的粘附影响，就必须从如何减少水泥混凝土同工作部件表面水膜粘滞力、水环引力、分子引力、静电引力以及空气负压等方面出发，破坏表面连续水膜的产生，减少与工作部件的接触面积等，从而降低水泥混凝土与工作部件表面的粘附力，以降低粘附影响，提高工程施工效率和施工质量，保障施工安全。
参考文献：
[1]王云鹏，佟金，段秋实.水泥混凝土粘附界面的影响因素[J].吉林大学学报（工学版），2003（01）
[2]刘海峰，刘晓杰.水泥混凝土的收缩对混凝土管道安装质量的影响分析[J].华章，2010（04）
[3]钱厚军.减少玄武岩粗集料水泥混凝土坍落度损失的措施[J].公路交通科技（应用技术版），2010（05）
【关键词】水泥混凝土；界面粘附；影响因素
1 引言
近年来随着我国基础建设领域的蓬勃发展，水泥混凝土在我国的使用量越来越大。然而由于水泥混凝土与工作界面间的粘附作用，对施工质量和施工效率产生了较大影响。例如在泵送混凝土施工中由于混凝土与输送管道的粘附作用降低了施工效率，严重的使混凝土产生离析甚至堵塞输送管道，影响施工质量；在水下灌注桩施工中由于混凝土与导管管壁间的粘附作用，使得混凝土灌注不顺利甚至堵管，影响到施工质量；在道路施工中，混凝土与摊铺机、拉毛机、分料器、挡料板、成型板、侧模板、纹面装置等工作界面产生粘附作用，一方面影响了施工效率和施工质量，一方面也给施工安全带来严重影响。尤其对于一些传统工作部件的界面，更容易受到混凝土粘附的影响，必须耗费时间在界面粘附物的清理上，严重影响工作效率，增加施工成本。总的来说，引起水泥混凝土和工作部件界面产生粘附的因素很多，包括界面水膜、水灰比、胶集比、粗集料形状、外加剂、工作部件界面形状、界面材料组成、温度、外力等。下面，对影响水泥混凝土和工作部件界面产生粘附的主要因素进行分析，为研究设计优良的减粘附工作表面提供基础。
2 水泥混凝土基本粘附原理
水泥混凝土是以水泥作为胶凝材料将矿质材料胶结成一体的一种复合材料，是现代建筑工程使用较多的一种建筑材料。在实际应用中，水泥浆体由最初的可塑状态通过一系列的物理化学变化过程，渐渐失去塑性而硬化产生强度。在硬化过程的初期，水泥混凝土与工作界面就会产生粘附现象，这是一种粘附于其它非混凝土表面的界面现象，不同于水泥混凝土的粘结和吸附，其主要原理是水泥混凝土表面和非水泥混凝土表面的相互作用。在水泥混凝土施工过程中，很多工序如布料、刮平、抹光、拉毛、捣实等，工作部件的表面都不可避免的要与混凝土产生摩擦和粘附，这种粘附即有固相接触的粘附，又有液相接触的粘附，其粘附机理同土壤粘附机理有相似之处，但水泥混凝土同工作部件界面的粘附还伴随着水泥浆体的化学变化因素。
3 界面水膜对粘附的影响
在水泥混凝土的施工过程中，需要加入适量的水以满足混凝土和易性及水泥水化反应的需要，其整个过程中，水是重要的参与者之一。由于水的参与，工作部件的表面不可避免的会形成局部连续水膜或者形成水环，连续水膜会产生水膜粘滞力，而水环则会产生水环引力，水膜粘滞力和水环引力都会使水泥混凝土和工作部件的界面之间产生粘附性，从而发生粘附现象，具体情况分为两个方面。
一方面，当水泥拌合物用水量较高时，水泥混凝土会与工作部件的界面之间形成连续水膜，由于连续水膜的存在，水泥混凝土中的颗粒表面以及工作部件界面会被完全浸入水膜之中。在这种情况下，由于完全浸入水膜之中使得工作部件界面的表面没有了表面张力，水泥混凝土的粘附力完全由水膜粘滯力所产生，随着时间的推移，水泥混凝土在经过一系列物理化学变化成型的过程中，水泥混凝土的颗粒表面张力会越来越大，由于水泥水化作用工作部件界面上形成的连续水膜越来越薄，水膜的变薄必然加大水的粘度，从而使得融合入水的水泥混凝土的粘附力随之增加并且因为连续水膜的继续变薄而越来越大，这也是水泥混凝土在其凝结初期时粘附力极大的主要原因。
另一方面，如果混凝土拌合物的用水量较少，此时在水泥混凝土和工作部件界面之间的没有形成连续水膜，水泥混凝土同工作部件界面的粘附性不再受水膜粘滞力的影响，但却会因此而形成水环，使水泥混凝土的粘附受到水环引力的影响，从而造成水泥混凝土与工作部件界面的粘附结果。通常情况下，在水环引力的作用下，水泥混凝土微突体对工作部件界面更容易产生粘附效果。单就水环引力来看，水环引力越小，则水泥混凝土对工作部件界面的粘附力就越小。
4 微观分子引力对水泥混凝土界面粘附力的影响
虽然由于水泥混凝土拌和物用水量的关系，有时候水泥混凝土同工作部件表面的局部接触面并不会形成水膜或者是水环，但由于水泥混凝土同工作部件界面之间的微观分子引力作用，依然会产生粘附力，形成粘附效果。这种微观分了引力作用的效果，同水泥混凝土表面张力、工作部件界面表面张力、固体材料表面张力都有关系，是各方面表面张力共同作用的结果。微观分子引力的具体计算可以 通过Lifishitz理论作为基础进行，根据相关公式很容易计算出水泥混凝土微突体同固体材料之间的相互作用能和相互作用力，从而最终计算出水泥混凝土的粘附功。这种微观分子引力的作用，在水泥混凝土同工作部件的界面之间的粘附作用是不可避免的，但可以通过一定的措施减少其影响。
5 静电引力对水泥混凝土界面粘附的影响
在水泥混凝土的粘附作用中，水泥混凝土由于吸附了大量的阳离子，因此在界面水膜的极性作用下，水泥混凝土的表面将会产生一定的静电引力，这种静电引力对水泥混凝土与工作部件界面的粘附有着极大的影响。在整个过程中，水泥混凝土吸附的阳离子在一定条件下，能够脱离水泥拌和物胶体而进入到水中，同阴离子相结合，从而在水泥混凝土表面产生静电。实际应用中，不同的阳离子所起的作用是不同的，一般来说并不能确定阳离子对静电平衡所起的影响，但能够根据阳离子的化学势态来确定不同离子的相对平衡值，从而衡量不同阳离了会使静电平衡向哪个方向发展。此外，由于水泥混凝土在工作界面接触界面上会形成局部粘闭效果，在局部粘闭内部因为存留了空气而形成空气负压，这种空气负压也会影响水泥混凝土的界面粘附力，从而产生粘附。
6 结束语
从水泥混凝土与工作部件界面产生粘附的影响因素来看，水泥混凝土与工作部件界面的粘附力主要来自于水膜粘滞力、水环引力、分子引力、静电引力以及空气负压等。因此，在实际应用中要减少水泥混凝土同工作部件界面的粘附影响，就必须从如何减少水泥混凝土同工作部件表面水膜粘滞力、水环引力、分子引力、静电引力以及空气负压等方面出发，破坏表面连续水膜的产生，减少与工作部件的接触面积等，从而降低水泥混凝土与工作部件表面的粘附力，以降低粘附影响，提高工程施工效率和施工质量，保障施工安全。
参考文献：
[1]王云鹏，佟金，段秋实.水泥混凝土粘附界面的影响因素[J].吉林大学学报（工学版），2003（01）
[2]刘海峰，刘晓杰.水泥混凝土的收缩对混凝土管道安装质量的影响分析[J].华章，2010（04）
[3]钱厚军.减少玄武岩粗集料水泥混凝土坍落度损失的措施[J].公路交通科技（应用技术版），2010（05）