采用新型液體速凝劑噴射混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

王烜

甘肅吉發(fā)化工有限公司 甘肅蘭州 730050

速凝劑的主要應(yīng)用在于能夠借助自身在速凝以及早強(qiáng)等方面具有突出功效，成為目前的歐恩社混凝土的主要制備原料之一。在目前的建筑市場(chǎng)中，大型水利工程、地下室工程、邊坡支護(hù)工程、隧道工程等施工中，對(duì)于混凝土施工部位的要求比較高，都需要用到噴射混凝土，噴射混凝土需要在短時(shí)間內(nèi)完成快速的凝結(jié)和強(qiáng)化，就需要用到速凝劑。針對(duì)新型速凝劑，目前還沒(méi)有出臺(tái)相關(guān)的性能檢驗(yàn)方法，因此，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的速凝劑品種在混凝土制備中應(yīng)用的主要情況，以便進(jìn)行性能的對(duì)比，明確新型速凝劑的使用效能。

1 試驗(yàn)方法和原料

1.1 試驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)

目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)傳統(tǒng)速凝劑，主要包括堿性粉狀速凝劑、液態(tài)低堿速凝劑等已經(jīng)制定了相應(yīng)的性能檢驗(yàn)方法，具體參考JC447《噴射混凝土用速凝劑》，而針對(duì)新型液態(tài)無(wú)堿速凝劑的相關(guān)性能檢驗(yàn)尚未制定相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，選擇參考?xì)W洲一些國(guó)家的相關(guān)無(wú)堿速凝劑的性能檢驗(yàn)規(guī)程，主要參考的標(biāo)準(zhǔn)包括EN934-5《Admixtures for sprayed concrete》以及 BS EN196-1《Methods of Testing Cement》，為本次試驗(yàn)研究提供相關(guān)的參考指標(biāo)。

1.2 試驗(yàn)項(xiàng)目

考慮到新型混凝土速凝劑對(duì)于水泥砂漿以及混凝土后期強(qiáng)度的影響不大，甚至可以認(rèn)為其在一定程度上能夠提高相關(guān)混凝土的性能，按照新型速凝劑的這一特點(diǎn)，在參照相關(guān)的性能檢驗(yàn)規(guī)程的基礎(chǔ)上，增加90d抗壓強(qiáng)度以及C90/C028，其中的C0指的是基準(zhǔn)砂漿28d抗壓強(qiáng)度。C90指的是摻速凝劑砂漿90d抗壓強(qiáng)度。

1.3 凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)方法

目前，減水劑在混凝土的配制中也是至關(guān)重要的原料，噴射混凝土的制備中更需要使用高性能減水劑。所以，在檢驗(yàn)新型混凝土速凝劑的凝結(jié)時(shí)間過(guò)程中，根據(jù)相關(guān)的性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，按照使用的減水劑的不同種類(lèi)和性能進(jìn)行相應(yīng)的減水劑的摻加，并將試驗(yàn)用水量從原來(lái)的160ml降低20ml，具體的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間采用的判斷方法主要是自加水階段開(kāi)始試針沉入到水泥凈漿中距離底板1-2mm所需要的時(shí)間即為初凝時(shí)間，而至試針沉入水泥凈漿中地域1mm的實(shí)踐即為終凝時(shí)間。

1.4 膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方法

根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)的性能檢測(cè)規(guī)程，添加減水劑，并提升灰砂比到1:2，水泥687g，標(biāo)準(zhǔn)砂1350g，拌合水338g（這里指的是速凝劑中的含水量。）

2 試驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備

試驗(yàn)中需要用到的材料主要包括P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，標(biāo)準(zhǔn)砂、高性能減水劑，選取具有一定代表性的堿性粉狀和液態(tài)低堿速凝劑工兩種，選用液態(tài)無(wú)堿速凝劑八種，其中包含兩種國(guó)外的液態(tài)無(wú)堿速凝劑。

2.2 新型速凝劑實(shí)驗(yàn)分析

為了明確新型速凝劑的具體使用效果，分別選擇了堿性粉狀速凝劑、液態(tài)速凝劑各一種，對(duì)于相應(yīng)的凝結(jié)時(shí)間、膠砂強(qiáng)度等性能進(jìn)行分析：從凝結(jié)時(shí)間上來(lái)看，根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果，得出堿性粉狀速凝劑以及低堿速凝劑及新型速凝劑的凝結(jié)時(shí)間都能夠達(dá)到相關(guān)速凝劑性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在選用的八種新型速凝劑中，編號(hào)三的新型速凝劑的初凝時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)一點(diǎn)，5號(hào)終凝時(shí)間也稍長(zhǎng)，其他的六種新型速凝劑的初凝時(shí)間都控制在1分56秒到4分8秒范圍內(nèi)，而終凝時(shí)間主要分布在2分57秒到10分19秒之間，對(duì)于這八種新型速凝劑的平均初凝和終凝時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，得出平均值，其中初凝和終凝時(shí)間的平均值分別是2分46秒以及6分42秒，這和傳統(tǒng)速凝劑在凝結(jié)時(shí)間上的差別并不是很明顯，在對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，新型速凝劑以及低堿速凝劑相對(duì)于堿性粉狀速凝劑來(lái)說(shuō)，在凝結(jié)時(shí)間上前兩者的優(yōu)勢(shì)比較明顯，堿性粉狀速凝劑的凝結(jié)時(shí)間相對(duì)不足。

在水泥的膠砂抗壓強(qiáng)度檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)八種新型速凝劑的不同齡期的水泥膠砂強(qiáng)度是不一樣的，總體上八種新型速凝劑的膠砂強(qiáng)度分布主要范圍在4.4-13.2MPa范圍內(nèi)，相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度波動(dòng)比較明顯，其中，28d、90d膠砂強(qiáng)度主要范圍分別為39-44.3MPa以及47.5-54.9MPa，相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度比較高，且抗壓強(qiáng)度穩(wěn)定，可見(jiàn)，新型速凝劑在后期抗壓強(qiáng)度提升上的作用比較顯著。

對(duì)于相應(yīng)的八種新型速凝劑的各齡期膠砂強(qiáng)度的平均值可以得出，這八種新型速凝劑要比傳統(tǒng)速凝劑在各齡期抗壓強(qiáng)度上也有一定的差異，其中，在1d膠砂強(qiáng)度的區(qū)分并不明顯，而新型速凝劑在后期抗壓強(qiáng)度上明顯超過(guò)了傳統(tǒng)速凝劑，可見(jiàn)，新型速凝劑在使用后，后期的強(qiáng)度增長(zhǎng)是十分快速的，對(duì)于提升噴射混凝土的耐久性以及物理和化學(xué)性能等都具有重要作用。對(duì)于不同類(lèi)型速凝劑在各齡期的強(qiáng)度增長(zhǎng)率計(jì)算，得出液態(tài)無(wú)堿速凝劑后期強(qiáng)度比傳統(tǒng)速凝劑明顯增長(zhǎng)速度要快，而堿性粉狀速凝劑以及低堿速凝劑和新型速凝劑在各齡期膠砂強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律也符合相應(yīng)的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)證明了新型速凝劑在噴射混凝土的制備中對(duì)于提升混凝土的性能、凝結(jié)時(shí)間、膠砂抗壓強(qiáng)度等方面都能夠發(fā)揮積極作用，且使用性能明顯要優(yōu)于其他堿性粉狀速凝劑和液態(tài)低堿速凝劑，且堿性粉狀速凝劑以及低堿速凝劑和新型速凝劑在各齡期膠砂強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律也符合相應(yīng)的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系。但是相對(duì)來(lái)說(shuō)新型速凝劑的摻量偏高：由于液體速凝劑均為可溶于水的速凝物質(zhì)的水溶液，因此有效速凝物質(zhì)不多；另外非堿性物質(zhì)的速凝效果普遍低于堿性物質(zhì)。因此，相同摻量下無(wú)堿液體速凝劑的速凝效果比堿性液體速凝劑的效果要差很多，在使用中需要提升摻量，以保證速凝效果。