液體速凝劑在試驗(yàn)檢測(cè)中的案例分析

【摘要】速凝劑是一種重要的混凝土外加劑，近年來(lái)在巖土工程、地下隧道工程、邊坡加固、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等得到廣泛的應(yīng)用，本文分析了液體速凝劑在試驗(yàn)檢測(cè)中存在的問(wèn)題，論述了根據(jù)其不同特點(diǎn)在檢測(cè)中的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】凝結(jié)時(shí)間;1d抗壓強(qiáng)度;攪拌時(shí)間;適應(yīng)性

速凝劑有粉狀速凝劑和液體速凝劑，我國(guó)早期多以鋁氧熟料和純堿為基礎(chǔ)的粉狀速凝劑為主，近兩年來(lái)，這種速凝劑因其含堿高及其致使混凝土后期強(qiáng)度損失的缺點(diǎn)應(yīng)用越來(lái)越少，而低堿或無(wú)堿的液體速凝劑得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用。下面以液體速凝劑為例，結(jié)合本人在試驗(yàn)檢測(cè)工作中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)存在問(wèn)題進(jìn)行分析并提出一些建議。

1、試驗(yàn)方法及存在問(wèn)題

試驗(yàn)方法是JC 477-2005《噴射混凝土用速凝劑》，由于該試驗(yàn)方法對(duì)具體的操作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)攪拌時(shí)間和攪拌方式未作具體的規(guī)定，例如在凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度試驗(yàn)中，攪拌時(shí)間是一個(gè)范圍值，凝結(jié)時(shí)間的攪拌時(shí)間是25s-30s，強(qiáng)度的攪拌時(shí)間是40s-50s;速凝劑與水泥漿攪拌不均勻會(huì)影響其試驗(yàn)結(jié)果，究竟攪拌多少時(shí)間才能夠攪拌均勻？凝結(jié)時(shí)間的攪拌方式是機(jī)械攪拌還是人工攪拌？這些在標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有規(guī)定一個(gè)具體操作指引，所以不同試驗(yàn)人員因?qū)?biāo)準(zhǔn)有不同的理解而有不同的操作方式，這樣會(huì)造成同一個(gè)樣品試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性差不符合要求，試驗(yàn)無(wú)效無(wú)法對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行評(píng)定。

2、試驗(yàn)探究與結(jié)果分析

為了解決檢測(cè)工作中存在的問(wèn)題，本人通過(guò)以下試驗(yàn)進(jìn)行分析。

2.1不同攪拌時(shí)間及攪拌方式對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響（圖1）

通過(guò)上表數(shù)據(jù)可見(jiàn)，同一樣品不同攪拌時(shí)間和操作方式會(huì)有不同的結(jié)果;剛開(kāi)始以為是試體內(nèi)部某部位存在空隙或是水泥漿與速凝劑攪拌不均勻所致，于是按快速攪拌方式攪拌30s，結(jié)果上述問(wèn)題仍然存在，凝結(jié)時(shí)間反而延長(zhǎng)了，超出了標(biāo)準(zhǔn)的要求。后來(lái)查閱了相關(guān)資料了解了液體速凝劑的凝結(jié)機(jī)理是：液體速凝劑的主要成分是鋁酸鈉、碳酸鈉和適量的增強(qiáng)劑，速凝劑摻入水泥漿后，速凝劑各組分之間以及這些組分與水泥中石膏之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，迅速生成微細(xì)針狀的鈣釩石及中間產(chǎn)物次生石膏。這些新增晶體的增長(zhǎng)、發(fā)展，在水泥顆粒之間交叉生成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，從而呈現(xiàn)出速凝和早強(qiáng)效果。如果這些網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)一旦被破壞，即會(huì)降低速凝效果，使凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)。所以快速攪拌和過(guò)長(zhǎng)的攪拌時(shí)間足以將這些生成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞，從而造成兩次重復(fù)性試驗(yàn)不符合要求，甚至不合格。為了再次驗(yàn)證上述理論，將攪拌時(shí)間定得再短一些，以20s分別對(duì)樣品A和B進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果驚人地符合標(biāo)準(zhǔn)一等品的要求;由此可見(jiàn)，影響凝結(jié)時(shí)間的長(zhǎng)短，出現(xiàn)重復(fù)性試驗(yàn)差不符合要求而試驗(yàn)無(wú)效的問(wèn)題不是速凝劑與水泥漿攪拌不均勻所致，而是攪拌時(shí)間起了關(guān)鍵性作用。

2.2不同攪拌時(shí)間對(duì)1d抗壓強(qiáng)度的影響（圖2）

同樣，根據(jù)速凝劑的凝結(jié)機(jī)理，在成型強(qiáng)度試塊時(shí)攪拌時(shí)間也十分關(guān)鍵。凝結(jié)時(shí)間非常短（能達(dá)到一等品要求，如樣品B）的樣品，說(shuō)明速凝劑與水泥漿反應(yīng)速度非常快，如攪拌時(shí)間定在標(biāo)準(zhǔn)要求高限或以上的，1d抗壓強(qiáng)度值只有0.8-1.2 MPa之間，攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)足以把這些促成早強(qiáng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物完全破壞掉。同樣，為了驗(yàn)證攪拌時(shí)間對(duì)1d抗壓強(qiáng)度的影響，對(duì)樣品B、C分別進(jìn)行了50s、40s和20s的對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，合格品因攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)成為了不合格品，縮短攪拌時(shí)間結(jié)果達(dá)到一等品的要求;由此可見(jiàn)，影響凝結(jié)時(shí)間和1d抗壓強(qiáng)度值的因素主要是攪拌時(shí)間。

2.3不同水泥對(duì)速凝劑的影響

我們?cè)囼?yàn)用的水泥是符合GB 8076標(biāo)準(zhǔn)中附錄A的規(guī)定基準(zhǔn)水泥，是檢驗(yàn)混凝土外加劑性能的專用水泥，型號(hào)為P.I硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)42.5，基準(zhǔn)水泥必須由經(jīng)中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)混凝土外加劑分會(huì)與有關(guān)單位共同確認(rèn)具備生產(chǎn)條件的工廠供給。而施工現(xiàn)場(chǎng)所用水泥不一定是基準(zhǔn)水泥，由于每種速凝劑的成分比例不盡相同，而不同水泥由于其礦物組成和混合材種類和摻量不同，與之混合也會(huì)有不同的結(jié)果，因而速凝劑與水泥存在適應(yīng)性的問(wèn)。下面以不同品種水泥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。（圖3）

結(jié)果表明，我們?cè)谠囼?yàn)使用的基準(zhǔn)水泥，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)與速凝劑不適應(yīng)導(dǎo)致不合格的情況，而用委托方提供施工現(xiàn)場(chǎng)的水泥反而會(huì)合格;基于速凝劑與不同水泥有適應(yīng)性的問(wèn)題，我們?cè)跈z測(cè)工作中，首選采用標(biāo)準(zhǔn)要求的基準(zhǔn)水泥進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)建議送檢委托方提供一份施工現(xiàn)場(chǎng)所用水泥，這樣檢驗(yàn)的結(jié)果能更好反映速凝劑在施工現(xiàn)場(chǎng)施工的真實(shí)情況。

3、結(jié)論與探討

基于不同速凝劑有其不同的產(chǎn)品特性，凝結(jié)時(shí)間的快慢、強(qiáng)度值的高低，試驗(yàn)過(guò)程中攪拌時(shí)間、攪拌方式、與所使用水泥的適應(yīng)性、摻量等都起了決定性作用;這也許是標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有對(duì)其指定一個(gè)具體操作指引的原因吧。本人在日常工作中通過(guò)大量的實(shí)踐試驗(yàn)得出一些規(guī)律：根據(jù)樣品在試驗(yàn)過(guò)程呈現(xiàn)的狀態(tài)特性來(lái)決定攪拌時(shí)間;（1）速凝劑加入水泥漿攪拌時(shí)立即發(fā)生劇烈反應(yīng)，水泥漿體凝結(jié)速度非?？欤瑢?duì)于這種速凝劑的攪拌時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，宜取標(biāo)準(zhǔn)低限，避免過(guò)長(zhǎng)的攪拌時(shí)間將其早期強(qiáng)度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞而致使1天強(qiáng)度值降低。（2）凝結(jié)速度稍慢（初凝時(shí)間在3-5min之間），這種速凝劑加入水泥漿隨著與水泥漿混合均勻逐漸開(kāi)始反應(yīng)，這種攪拌時(shí)間可取中值偏高限。由于不同生產(chǎn)單位生產(chǎn)的速凝劑的性能差異很大，對(duì)于一個(gè)速凝劑如何確定其攪拌時(shí)間而又不偏離標(biāo)準(zhǔn)的操作，并更能貼近工程實(shí)際需要，因此在試驗(yàn)檢測(cè)中絕不能墨守成規(guī)，在標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值范圍內(nèi)需做到靈活運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]林小濤.液體速凝劑凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)及探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005（3）

[3]田培.《混凝土外加劑手冊(cè)》[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2015

作者簡(jiǎn)介：

李彩絲，廣州市建筑材料工業(yè)研究所有限公司，廣東廣州。