外加劑摻量對混凝土凝結(jié)時間和抗壓強(qiáng)度的影響

在混凝土外加劑的應(yīng)用中，我們遇到過許多問題，針對外加劑中的緩凝成分摻量對混凝土凝結(jié)時間和抗壓強(qiáng)度的影響進(jìn)行了一些研究。

1.試驗原材料

⑴水泥：海鑫P·S·A42.5礦渣硅酸鹽水泥。細(xì)度為4%；標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為25.2%；凝結(jié)時間：初凝為3h35min，終凝為5h20min；水泥膠砂流動度為180mm；抗折強(qiáng)度：3d為4.6MPa，28d為7.0MPa；抗壓強(qiáng)度：3d為19.6MPa，28d為 51.2MPa；安定性合格。

⑵粉煤灰：永濟(jì)電廠Ⅱ級粉煤灰。細(xì)度為12%,活性指數(shù)為82%,需水量比為97%,三氧化硫含量為2.2%,燒失量為7.35%。

⑶礦粉：聞喜彤陽S95級礦渣粉。比表面積為409m2/kg，活性指數(shù)101%，需水量比為96%，三氧化硫含量為0.4%，氯離子含量為0.017%，燒失量為0.8%。

⑷ 外加劑：復(fù)合。配方見下：萘系高效減水劑母液：660kg；葡萄糖酸鈉：45kg；保塑劑：20kg;十二烷基苯磺酸鈉：5kg；水：280kg。

⑸砂：裴社砂，Ⅱ區(qū)中砂，顆粒級配基本符合規(guī)定。

⑹碎石：嶺西東碎石，5mm～31.5mm連續(xù)級配。

2.試驗及試驗結(jié)果(表略)

3.試驗結(jié)論

通過試驗，我們可以得出結(jié)論：隨著外加劑摻量的增加，混凝土的凝結(jié)時間亦相應(yīng)延長，這是當(dāng)外加劑摻量達(dá)到一定量后造成了混凝土出現(xiàn)緩凝或超時緩凝現(xiàn)象。同時，混凝土的28天抗壓強(qiáng)度和56天抗壓強(qiáng)度均相應(yīng)降低。若以上述試驗中18h終凝的混凝土抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，則3天終凝的混凝土，其28天抗壓強(qiáng)度損失達(dá)到18.6%，56天抗壓強(qiáng)度損失達(dá)到16.6%。而10天終凝的混凝土，其28天抗壓強(qiáng)度損失達(dá)到30.5%，56天抗壓強(qiáng)度損失達(dá)到27.2%。

4.幾點(diǎn)補(bǔ)充

⑴在試驗中，我們發(fā)現(xiàn)，凝結(jié)時間長的混凝土試件標(biāo)養(yǎng)28天破壞后，里面尚有部分沒有完全水化，“酥”，無強(qiáng)度。經(jīng)標(biāo)養(yǎng)56天破壞后，已基本上完全水化。另外，應(yīng)該再觀察混凝土的90天，甚至更長齡期時的強(qiáng)度。

⑵從上面的試驗可以看出，試驗用外加劑對該批水泥是不適應(yīng)的。主要表現(xiàn)為減水成分偏少，而緩凝成分偏多。在這種情況下，為了使混凝土拌和物達(dá)到良好的坍落度和坍落度經(jīng)時損失，我們往往會采取增加外加劑摻量的辦法來加以解決；但是，因為一般的外加劑均是復(fù)合而成的，都多多少少含有一定的緩凝成分，這時，便會按下葫蘆起了瓢，即混凝土拌和物的坍落度和坍落度經(jīng)時損失問題解決了，而混凝土緩凝和超時緩凝問題卻出現(xiàn)了。對此，應(yīng)及時通知外加劑生產(chǎn)廠家調(diào)整其配方。例如以上試驗用外加劑的配方應(yīng)調(diào)整為：萘系高效減水劑母液：660kg；葡萄糖酸鈉：15kg；保塑劑：10kg;十二烷基苯磺酸鈉：5kg；水：280kg。一般情況下，在混凝土拌和物達(dá)到良好的坍落度和坍落度經(jīng)時損失的前提下，外加劑的凝結(jié)時間宜控制在12～14 小時。對外加劑生產(chǎn)廠家來說，應(yīng)奉行“減水稍高，緩凝稍低”的原則，以防止水泥等原材料或氣溫等突變而造成混凝土緩凝和超時緩凝問題。

⑶有些水泥質(zhì)量指標(biāo)波動較大。例如，水泥的細(xì)度，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，凝結(jié)時間，安定性，含堿量，鋁酸三鈣、硅酸三鈣等礦物組分的含量，新鮮程度，以及摻合料的品種、質(zhì)量等級等等。

①據(jù)有關(guān)資料介紹，當(dāng)水泥中鋁酸三鈣含量高于8%時，外加劑的適應(yīng)性差，混凝土拌和物的流動性差，尤其初始坍落度小而損失大，原因是鋁酸三鈣水化速度最快，對外加劑的吸附速度也最快，外加劑的分散效果也最差，即較少的緩凝成分控制不了鋁酸三鈣的急速水化，需較多的緩凝成分以適應(yīng)之。而當(dāng)水泥中鋁酸三鈣含量低于4%時，若外加劑中的緩凝成分不作調(diào)整，將會造成混凝土緩凝和超時緩凝，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，這是因為較少的鋁酸三鈣含量對外加劑的吸附量也較少，當(dāng)達(dá)到其飽和狀態(tài)時，多余的外加劑中的緩凝成分便包裹住鋁酸三鈣，使其長時間不能水化，從而造成混凝土凝結(jié)時間的延長。

②水泥的新鮮程度。水泥溫度越高，外加劑對其流化效果越差，混凝土的坍落度損失也越大。而陳化時間較長的水泥，其干燥度較低、正電性較小、適應(yīng)性較好。例如：同一批外加劑，同一批水泥，其初始水泥凈漿流動度為160mm，40min后為0；而水泥陳化15天后，其初始水泥凈漿流動度可達(dá) 240mm，40min后仍有200mm。

⑷粉煤灰、礦粉、砂、石等原材料的變化，以及混凝土生產(chǎn)時的投料順序，攪拌時間的長短，施工現(xiàn)場的加水與否等等，都會影響混凝土的凝結(jié)時間。

一些等外品粉煤灰的摻加會大幅增加混凝土的需水量。砂、石等含泥量的增大，也會大幅增加混凝土的需水量。在用水量不變的情況下，其混凝土拌和物坍落度會變小。為保證施工所需的坍落度，同時亦為了保證混凝土水灰比的不變，我們往往會采取增加外加劑摻量的辦法來加以解決，這無形之中也會增加混凝土中的緩凝成分，也可能會使混凝土拌和物出現(xiàn)緩凝和超時緩凝問題。

⑸環(huán)境溫度變化。高溫時，緩凝效果降低；而低溫時，緩凝效果增強(qiáng)。

總之，在外加劑的摻量問題上，我們應(yīng)該慎之又慎，準(zhǔn)確快捷地檢測原材料質(zhì)量，及時地調(diào)整混凝土配合比，預(yù)防混凝土緩凝和超時緩凝事故的發(fā)生。