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1、【砼行论道】混凝土凝结时间异常问题(上)2015-07-02 商品混凝土汪军刘娟红(教授,博士生导师,北京科技大学)(1)混凝土的急凝:混凝土搅拌后迅速凝结。其原因:水泥过热、水泥中石膏严重不足、冬季时使用热水温度过高同时投料顺序不正确,热水与水泥直接接触等。还有外加剂与水泥严重不适应,例如:有些外加剂大大降低硬石膏在水中的溶解度,使溶液中可溶性SO3量不足,不能生成足够的钙矾石来抑制C3A的水化。用硬石膏或氟石膏作水泥调凝剂,遇到木质素类外加剂以及糖蜜类外加剂均会发生急凝。(2)混凝土的假凝:假凝是指水泥加水拌
2、和后,很短时间内拌合物就显示凝结的特点,但经过剧烈搅拌,混凝土拌合物又恢复塑性并达到正常凝结。假凝对混凝土最终强度影响不大,但影响施工和浇筑。假凝主要原因是C3A的活性与石膏的活性和数量不匹配所造成的。例如:过细的水泥,使C3A易过早水化,活性降低,导致早期溶解的C3A相对较少,,还有多余的形成而溶出的CaSO4量较多,溶解速度过快,除与C3A生成钙矾石外较大数量的次生石膏。次生石膏晶体较大,呈片状或长条状,导致水泥浆体迅速失去流动性、变硬。但随着C3A水化反应的进行,可能会使混凝土拌合物恢复流动性。C3A来源于
3、熟料,CaSO4主要来源于石膏等缓凝剂,如何确保熟料的品质、缓凝剂种类及掺量的合理性,并确保水泥在经过粉磨、储存及运输等过程后C3A的活性与石膏的活性和数量相匹配是解决混凝土假凝的问题关键。(3)混凝土的凝结时间过长(缓凝):可分为两种情况,一种是整体混凝土严重缓凝;另一种是混凝土局部严重缓凝。整体混凝土严重缓凝,这对混凝土后期性能影响较大。原因主要是由外加剂造成,由于掺加了不合适的缓凝组分,或外加剂掺量超出了正常掺量,造成混凝土的过度缓凝。缓凝组分不同,受温度等影响以及缓凝效果有很大差异。混凝土局部严重缓凝,这
4、对混凝土后期性能影响不大,可以延长拆模时间解决。如楼板、墙体、柱子等混凝土,绝大部分凝结正常,在局部面积不大的区域,混凝土不凝。原因主要有以下几点:加粉体外加剂,搅拌不均匀,造成外加剂局部富集;现场加水,混凝土粘聚性降低,混凝土离析,浇筑时振捣使局部浆体集中,水灰比变大且外加剂相对过量;使用液体外加剂时,长时间不清理沉淀物,此沉淀物粘稠不易搅碎,其成分基本为不易溶解的缓凝组分,从而造成混凝土的局部过度缓凝。范孟岭(高级工程师,深圳高速工程顾问有限公司)混凝土公司的技术人员对凝结时间异常并不陌生,缓凝遇到的最多,另
5、外还有严重缓凝、速凝和假凝。混凝土凝结时间异常有时和气候相关,如天气炎热、日照强烈时容易出现坍落度损失严重,从而引起混凝土快速凝结、硬化,造成施工困难;而在南方的冬天,经常会遇到混凝土凝结缓慢,为工期紧张的施工单位所诟病。因气候引起的凝结时间异常,可以通过技术人员的良好意识(预计气候变化,及时调整外加剂的缓凝功效)和配合比及时调整,来减轻不良后果。让技术人员担心的是因为原材料引起的混凝土凝结时间异常,包括水泥矿物成分异常(如调凝成分失控)、外加剂中缓凝成分异常等。这种情况往往造成严重的后果,甚至会导致结构返工。这
6、种情况无法从混凝土技术上进行解决,混凝土公司应该重视水泥和外加剂供方的顾客满意度调查,有混凝土从业者反映某供方产品会导致混凝土凝结时间异常的,应将该供方列为不合格供方,禁止向其采购。混凝土凝结时间异常影响到浇筑后的实体质量时,混凝土公司应和施工单位及业主等相关方积极沟通,避免因沟通不良引起结构返工(结构实体清除后重新浇筑)等后果。有些情况是不需要处理的,因为凝结时间异常并不是每次都影响到混凝土后期强度及耐久性。需要进行修补(如蜂窝狗洞)的,混凝土公司应予以配合。超过初凝时间的混凝土不应加水后继续灌注,否则必将产生
7、严重的后果,引起更大的损失。这种混凝土时间允许的可以分离回收,时间不允许的必须及时冲水清罐,以免大量的混凝土在罐体里硬化,造成高昂的清罐费用或罐体报废。黄清林(高级工程师,嘉兴南方水泥有限公司)从事商品混凝土技术的同行们都清楚,商品混凝土的凝结时间异常一般表现为缓凝、速凝和假凝三种,缓凝是最为常见的,混凝土施工过程中, 如果产生异常凝结, 将对工程质量造成严重的危害。混凝土的缓凝(1)外加剂的超掺随着商品混凝土和泵送混凝土的发展,在混凝土的生产过程中通常掺加了减水剂、缓凝剂等外加剂。如果外加剂的掺量过大、或出现外
8、加剂与水泥的相容性等问题而引起的混凝土凝结时间严重超过设计和预计的凝结时间,不但对强度造成损失,并影响工期,甚至有的造成混凝土长期不凝结,使结构破坏,以致造成严重的工程事故。(2)减水剂与水泥、掺合料的相容性问题影响减水剂与水泥、掺合料相容性的主要因素,对减水剂来说,是其化学性质、分子量、交联度、磺化程度和平衡离子;对水泥来说,是SO3 含量同水泥中的C3A的含量、水泥细
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