水泥混凝土引起超時(shí)緩凝的現象及原因分析

　　 [摘要]本文通過(guò)水泥混凝土可能產(chǎn)生異常凝結行為的分析,闡述了產(chǎn)生水泥混凝土引起超時(shí)緩凝的現象和主要原因。
　　[關(guān)鍵詞]水泥混凝土 超時(shí)緩凝 超量摻加
　　
　　水泥混凝土加水后,由于水泥的水化,隨著(zhù)時(shí)間的推移,漿體逐漸失去流動(dòng)性、可塑性,這一過(guò)程稱(chēng)為混凝土的凝結。我國標準按照美國材料試驗標準(ASTMC403)提出的貫入阻力試驗來(lái)確定混凝土的凝結時(shí)間。若貫入阻力達3.5MPa和28MPa分別表示混凝土的初凝和終凝�；炷�土的初凝時(shí)間不能過(guò)快,以便施工時(shí)有足夠的時(shí)間來(lái)完成混凝土的攪拌、運輸、澆搗和砌筑等操作,混凝土的終凝也不能過(guò)遲,以便混凝土能夠盡快的硬化,達到一定的強度,以利于下道工序的進(jìn)行。
　　水泥混凝土凝結時(shí)可能產(chǎn)生的異常凝結行為主要為:假凝、瞬凝、超時(shí)緩凝和不凝。假凝其特征是水泥和水接觸后幾分鐘內就發(fā)生凝固,且沒(méi)有明顯的溫度上升現象。此時(shí)再加拌和(無(wú)須加拌和水),仍可以恢復塑性,用于澆注并以通常形式凝結;瞬凝,特征是水泥和水接觸后漿體很快地凝結成為一種很粗糙的、和易性差的混合物,并在大量放熱的情況下很快凝結;超時(shí)緩凝就是混凝土的終凝時(shí)間嚴重超過(guò)設計或預計的凝結時(shí)間。在水泥混凝土施工過(guò)程中,如果產(chǎn)生異常凝結,將對工程質(zhì)量造成嚴重的危害。
　　一、水泥混凝土產(chǎn)生超時(shí)緩凝的現象
　　隨著(zhù)商品混凝土和泵送混凝土的發(fā)展,在混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中通常摻加了減水劑、緩凝劑等外加劑和活性摻和料。如果外加劑的摻量過(guò)大、或出現外加劑與水泥和活性摻和料的相容性等問(wèn)題而引起的水泥混凝土凝結時(shí)間嚴重超過(guò)設計和預計的凝結時(shí)間造成混凝土很長(cháng)時(shí)間才凝結,對強度造成損失,并影響工期,有的造成混凝土長(cháng)期不凝結,使結構破壞,以致造成嚴重的工程事故。
　　二、水泥混凝土產(chǎn)生超時(shí)緩凝的原因
　　1.緩凝組分的超量摻加
　　混凝土工程中常用緩凝劑來(lái)延長(cháng)凝結時(shí)間,使新拌混凝土較長(cháng)時(shí)間保持塑性,以便澆注,提高施工效率,在泵送混凝土中緩凝劑和高效減水劑復合使用可以減少坍落度損失,保持良好的泵送性能。緩凝劑和緩凝減水劑均具有一個(gè)適宜的摻量范圍(按水泥質(zhì)量的百分含量)如:木質(zhì)素磺酸鈣摻量為0.2~0.3%,葡萄糖酸鈣的摻量為0.1~0.3%;工程中通常規定木質(zhì)磺酸鈣和葡萄糖酸鈣類(lèi)緩凝劑的摻量不超過(guò)0.25%。研究表明隨著(zhù)緩凝劑摻量增加,緩凝作用增強,在適宜的范圍內摻緩凝劑不但不會(huì )影響后期強度,反而有所提高;但超劑量(大于適宜摻量的5倍)的使用緩凝劑不但產(chǎn)生嚴重緩凝,而且還要造成強度損失,嚴重者造成長(cháng)時(shí)期不凝結硬化,造成嚴重后果,產(chǎn)生工程質(zhì)量事故。
　　2.減水劑與水泥、摻和料的相容性問(wèn)題
　　在現代混凝土技術(shù)中,并不是每一種符合國家標準的水泥在使用一定的減水劑時(shí)都有同樣的工作性能,同樣也不是每一種符合國家標準的減水劑對每一種水泥流變性能的影響都一樣,這就是水泥和減水劑的相容性問(wèn)題。與水泥一樣,摻和料與水泥之間也存在相容性問(wèn)題。影響減水劑與水泥、摻和料相容性的主要因素,對減水劑來(lái)說(shuō),是其化學(xué)性質(zhì)、分子量、交聯(lián)度、磺化程度和平衡離子;對水泥來(lái)說(shuō),是SO??3含量同水泥中的C??3A的含量、水泥細度和堿含量的匹配。其中水泥中的C??3A的含量、SO??3的形態(tài)和含量、減水劑對石膏的溶解度的影響和摻和料的種類(lèi)通常是引起相容性問(wèn)題的主要原因。
　　減水劑與水泥的相容性問(wèn)題對水泥混凝土凝結的影響,既有過(guò)早凝結硬化的,如:假凝、瞬凝,也有超時(shí)緩凝的�；炷�土工程中高效減水劑的超量摻加,由于表面電荷有時(shí)異常高度集中而引起水泥漿體絮凝和高度觸變性,表現為超時(shí)緩凝;同時(shí)由于水泥與減水劑相容性引起水泥混凝土假凝、瞬凝其產(chǎn)生的水化產(chǎn)物覆蓋在水泥顆粒表面,阻礙水泥與水進(jìn)一步反應,使水泥水化反應的誘導期延長(cháng),也可能表現為水泥混凝土超時(shí)緩凝;另外摻和料的摻加及其與減水劑的相容性問(wèn)題也可能引起水泥混凝土的超時(shí)緩凝。

　　3.水泥中SO??3含量
　　緩凝劑的緩凝作用也受某些水泥的SO??3含量所影響。如在觀(guān)音閣水庫大壩混凝土的施工中,出現了超時(shí)緩凝現象。經(jīng)調查發(fā)現觀(guān)音閣水庫大壩澆注混凝土所用水泥在生產(chǎn)過(guò)程中因控制氟石膏摻量的微機失控,造成氟石膏實(shí)際摻量劇減,導致水泥中SO??3含量?jì)H有0.7~0.8%嚴重偏低造成混凝土不凝。
　　4.水泥摻和料
　　目前,工程中使用的水泥大多都有摻和料,摻和料的加入既降低了水泥的成本,又改善了水泥的某些性能。但摻和料品種或用量不當時(shí),則往往會(huì )引起混凝土異常凝結。如摻量過(guò)高時(shí),可能引起超時(shí)緩凝。
　　5.不恰當的施工工藝或措施
　　 在混凝土的生產(chǎn)和施工過(guò)程中不恰當的措施也可能引起混凝土的超時(shí)緩凝。如混凝土在生產(chǎn)時(shí)拌和水中含有油類(lèi)、酸、糖,在外摻緩凝劑的條件下會(huì )對混凝土產(chǎn)生嚴重的緩凝現象。如:湖南某糖廠(chǎng)施工了一批預制構件,施工后一個(gè)星期仍未硬化,后經(jīng)調查,發(fā)現預制構件養護覆蓋層為裝過(guò)糖的舊麻袋,其中糖隨養護用水摻入混凝土中而引起超時(shí)緩凝。因為糖摻入水泥混凝土中,能吸附在水泥混凝土表面上,形成同種電荷的靜水膜,使水泥顆粒相互分散,不致相互聚合成較大的粒子,從而起到緩凝作用。
　　另外在上述原因引起混凝土超時(shí)緩凝的前提下,混凝土的初凝和終凝時(shí)間延長(cháng),而施工卻按預計的凝結時(shí)間進(jìn)行養護,而此時(shí)混凝土還沒(méi)有終凝,過(guò)早的實(shí)施養護,會(huì )破壞混凝土的結構,使混凝土的早期強度發(fā)展受到損失,在某種意義上也推遲了水泥混凝土的凝結硬化。
　　
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