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夏季预拌混凝土的缓凝问题及预防措施

发布时间:2019-06-18 来 源 :武汉华轩高新
    在夏季,混凝土生产过程中常常掺加缓凝剂或缓凝型减水剂以改善其流动性,但有时外加剂使用不当会出现缓凝甚至超缓凝现象,造成混凝土不能及时脱模或几天不凝结。夏季发生缓凝事故的现象不容忽视,尤其是在外加剂与水泥适应性差时,遇到温度突然降低更容易出现缓凝现象。

    一、水泥和混凝土的凝结

    1、水泥的凝结


    水泥与水发生水化产物,水化产物使水泥颗粒间搭接固化凝结。水泥的凝结与水泥的活性,水灰比、温度等因素有关,水灰比大时,水泥颗粒间的距离大,需要较多的水化产物填充,凝结时间相对就长。水泥活性高,水化速度快,生成水化产物的速度也快,凝结时间也就较短,因此,影响水泥水化速率的因素均会影响水泥的凝结时间。

    2、混凝土的凝结
    混凝土的凝结是由水泥与水发生水化反应所引起的,混凝土的凝结与水泥的凝结密切相关。环境温度相同的情况下,可以用水泥的凝结时间粗略地推断混凝土凝结时间,例如,水泥凝结时间为(标准稠度用水量27%):初凝185min,终凝260min,混凝土水灰比为0.54,可以推断混凝土的凝结时间(不考虑外加剂因素)是水泥凝结时间的二倍左右。这种推断是在试验条件相同或相近时得出的,不宜随便套用。

    二、出现缓凝现象的原因

    1、水泥凝结时间过长

    混凝土的凝结主要是由于水泥的凝结所引起,因此水泥的凝结时间就决定了混凝土凝结时间的长短。水泥凝结时间长,混凝土凝结时间相对较慢,尤其在混凝土水灰比大或缓凝剂(或缓凝型减水剂)掺量大的情况下,很容易出现凝结时间较长或超长现象。

    2、缓凝剂或缓凝型减水剂掺量过大

    缓凝剂或缓凝型减水剂掺量过大是混凝土凝结时间长甚至几天不凝结的主要原因。

    混凝土中使用的缓凝剂或缓凝型减水剂主要有:

    (1)糖类,如糖钙等;

    (2)木质磺酸盐类,如木质素磺酸钙、木质磺酸钠等;

    (3)羟基羧酸及盐类,如柠檬酸、酒石酸钾等;

    (4)无机盐类,如锌盐、硼酸盐、磷酸盐等;

    (5)其它,如胺盐及其衍生物。

    缓凝剂对水泥的缓凝特性与石膏的不同,二水石膏作为缓凝剂,随着掺量增加水泥凝结时间几乎不再延,如SO3含量达2.5%后,再增加SO3,凝结时间变化不大。但混凝土的缓凝剂则不同,在掺量较少的情况下就能产生强烈的缓凝效果,且随着掺量增加而呈直线增长或呈指数曲线增长。总之,缓凝剂掺量过大,不但会使混凝土凝结时间过长,还可能使早期强度发展缓慢。

    3、其他因素

    环境温度低、混合材(或矿物掺合料)活性低及掺量大和水泥过粗等也会导致水泥凝结时间延长。若以环境温度15℃的凝结时间相对值为1.0,那么10℃时初凝时间约为1.2,终凝时间为1.4;当环境温度下降至5℃时,初凝时间相对值约为1.3,而终凝时间约为2.6。环境温度降低将使水泥凝结时间延长,特别是终凝时间更加延长。因此,在温度低时,应少掺或不掺缓凝剂,以免出现超缓凝现象。

    三、预拌混凝土缓凝的预防措施

    除在炎热的夏天且运输距离长外,超缓凝现象一般是不利的,应尽量避免。为此应采取如下措施:

    1、正确选用缓凝剂品种和掺量

    缓凝剂或缓凝型减水剂的选用应视具体情况而定:

    (1)对于凝结时间比较长的水泥宜选用缓凝作用不很强的缓凝剂或缓凝型减水剂,如木质磺酸盐类,特别是含还原糖较少的木质磺酸盐且掺量要少,在单独使用时以质量分数0.25%为宜,不可超过0.3%。掺量过大可能造成长时间不凝结引起强度下降;

    (2)羟基羧酸及其盐类有很强的缓凝作用,这类缓凝剂及含此种缓凝剂的减水剂掺量(以水泥质量计)应只为0.03%~0.1%。此类缓凝剂不宜在水泥用量低、水灰比较大的混凝土中单独使用。如,掺加柠檬酸的混凝土拌合物泌水性较大,粘聚性较差,硬化后混凝土的抗渗性较差;

    (3)糖类化合物掺量为0.1%~0.3%,蔗糖掺量过大反而会起促凝作用;

    (4)糖钙减水剂和木钙减水剂会降低硬石膏和氟石膏的溶解度,使水泥浆体中SO42-溶出量减少,使得C3A可以急速水化而导致急凝,即使达不到急凝程度也会大大降低混凝土拌合物的流动性,造成坍落度损失。此外,该类缓凝剂或缓凝型减水剂的缓凝作用很强,掺量过大会引起缓凝甚至很长时间不凝结,因此掺量必须准确,环境温度低时应少掺或不掺此类缓凝剂。

    2、选择凝结时间合适的水泥

    水泥凝结时间太长是混凝土产生超缓凝的另一个重要原因,一般来说,生产预拌混凝土时应首选硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,除了强度和匀质性外,水泥终凝时间控制在300min以内,以免气温降低或外加剂掺量增加引起混凝土凝结时间延长。

    3、控制矿物掺合料的质量、掺量及加水量

    使用矿物掺合料是,应注意控制其掺量,特别是在矿物掺合料活性低、比表面积小时。此外,使用普通硅酸盐水泥时应注意水泥中的掺合料数量,现今很多水泥的混合材掺量超标。操作人员或运输车司机不要凭自己的主观判断对预拌混凝土任意加水。

    4、混凝土出现缓凝现象的处理措施

    因缓凝剂或缓凝减水剂超量使用,而不是水泥质量问题,或水泥和矿物掺合料误用造成的混凝土缓凝现象,通过加强养护,延长拆模时间可以保障混凝土质量不降低。如混凝土在48~72h内能凝结,对后期强度不会受到显著的影响,但若超过72小时后仍不能凝结,其后期强度可能就难以保证了。