水泥混凝土引起超時緩凝的現(xiàn)象及原因分析論文

　　[摘要]本文通過水泥混凝土可能產(chǎn)生異常凝結(jié)行為的分析，闡述了產(chǎn)生水泥混凝土引起超時緩凝的現(xiàn)象和主要原因。

　　[關(guān)鍵詞]水泥混凝土 超時緩凝 超量摻加

　　水泥混凝土加水后，由于水泥的水化，隨著時間的推移，漿體逐漸失去流動性、可塑性，這一過程稱為混凝土的凝結(jié)。我國標(biāo)準(zhǔn)按照美國材料試驗標(biāo)準(zhǔn)（ASTMC403）提出的貫入阻力試驗來確定混凝土的凝結(jié)時間。若貫入阻力達3。5MPa和28MPa分別表示混凝土的初凝和終凝。混凝土的初凝時間不能過快，以便施工時有足夠的時間來完成混凝土的攪拌、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行。

　　水泥混凝土凝結(jié)時可能產(chǎn)生的異常凝結(jié)行為主要為：假凝、瞬凝、超時緩凝和不凝。假凝其特征是水泥和水接觸后幾分鐘內(nèi)就發(fā)生凝固，且沒有明顯的溫度上升現(xiàn)象。此時再加拌和（無須加拌和水），仍可以恢復(fù)塑性，用于澆注并以通常形式凝結(jié)；瞬凝，特征是水泥和水接觸后漿體很快地凝結(jié)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(jié)；超時緩凝就是混凝土的終凝時間嚴重超過設(shè)計或預(yù)計的凝結(jié)時間。在水泥混凝土施工過程中，如果產(chǎn)生異常凝結(jié)，將對工程質(zhì)量造成嚴重的危害。

　　一、水泥混凝土產(chǎn)生超時緩凝的現(xiàn)象

　　隨著商品混凝土和泵送混凝土的發(fā)展，在混凝土的生產(chǎn)過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大、或出現(xiàn)外加劑與水泥和活性摻和料的相容性等問題而引起的水泥混凝土凝結(jié)時間嚴重超過設(shè)計和預(yù)計的凝結(jié)時間造成混凝土很長時間才凝結(jié)，對強度造成損失，并影響工期，有的造成混凝土長期不凝結(jié)，使結(jié)構(gòu)破壞，以致造成嚴重的工程事故。

　　二、水泥混凝土產(chǎn)生超時緩凝的原因

　　1、緩凝組分的超量摻加

　　混凝土工程中常用緩凝劑來延長凝結(jié)時間，使新拌混凝土較長時間保持塑性，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(fù)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(guī)定木質(zhì)磺酸鈣和葡萄糖酸鈣類緩凝劑的摻量不超過0.25%。研究表明隨著緩凝劑摻量增加，緩凝作用增強，在適宜的范圍內(nèi)摻緩凝劑不但不會影響后期強度，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，嚴重者造成長時期不凝結(jié)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、摻和料的相容性問題

　　在現(xiàn)代混凝土技術(shù)中，并不是每一種符合國家標(biāo)準(zhǔn)的水泥在使用一定的減水劑時都有同樣的工作性能，同樣也不是每一種符合國家標(biāo)準(zhǔn)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題。與水泥一樣，摻和料與水泥之間也存在相容性問題。影響減水劑與水泥、摻和料相容性的主要因素，對減水劑來說，是其化學(xué)性質(zhì)、分子量、交聯(lián)度、磺化程度和平衡離子；對水泥來說，是SO3含量同水泥中的C3A的含量、水泥細度和堿含量的匹配。其中水泥中的C3A的含量、SO3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通常是引起相容性問題的主要原因。

　　減水劑與水泥的相容性問題對水泥混凝土凝結(jié)的影響，既有過早凝結(jié)硬化的，如：假凝、瞬凝，也有超時緩凝的�；炷�土工程中高效減水劑的超量摻加，由于表面電荷有時異常高度集中而引起水泥漿體絮凝和高度觸變性，表現(xiàn)為超時緩凝；同時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，阻礙水泥與水進一步反應(yīng)，使水泥水化反應(yīng)的誘導(dǎo)期延長，也可能表現(xiàn)為水泥混凝土超時緩凝；另外摻和料的摻加及其與減水劑的相容性問題也可能引起水泥混凝土的超時緩凝。

　　3、水泥中SO3含量

　　緩凝劑的緩凝作用也受某些水泥的SO3含量所影響。如在觀音閣水庫大壩混凝土的施工中，出現(xiàn)了超時緩凝現(xiàn)象。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)觀音閣水庫大壩澆注混凝土所用水泥在生產(chǎn)過程中因控制氟石膏摻量的微機失控，造成氟石膏實際摻量劇減，導(dǎo)致水泥中SO3含量僅有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(dāng)時，則往往會引起混凝土異常凝結(jié)。如摻量過高時，可能引起超時緩凝。

　　5、不恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚮虼胧?/p>

　　在混凝土的生產(chǎn)和施工過程中不恰當(dāng)?shù)拇胧┮部赡芤�起混凝土的超時緩凝。如混凝土在生產(chǎn)時拌和水中含有油類、酸、糖，在外摻緩凝劑的條件下會對混凝土產(chǎn)生嚴重的緩凝現(xiàn)象。如：湖南某糖廠施工了一批預(yù)制構(gòu)件，施工后一個星期仍未硬化，后經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護覆蓋層為裝過糖的舊麻袋，其中糖隨養(yǎng)護用水摻入混凝土中而引起超時緩凝。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緩凝的前提下，混凝土的初凝和終凝時間延長，而施工卻按預(yù)計的凝結(jié)時間進行養(yǎng)護，而此時混凝土還沒有終凝，過早的實施養(yǎng)護，會破壞混凝土的結(jié)構(gòu)，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(jié)硬化。

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