混凝土凝結(jié)時(shí)間異常原因淺析

田星星 解志文 周 元

混凝土的凝結(jié)時(shí)間異常通常表現(xiàn)為緩凝、速凝和假凝三種,速凝和假凝會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑困難,緩凝會(huì)導(dǎo)致混凝土拆模時(shí)間延長(zhǎng)、早期強(qiáng)度低,嚴(yán)重時(shí)28 d強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,釀成質(zhì)量事故。本文將對(duì)混凝土發(fā)生異常凝結(jié)的原因進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,并提出具體預(yù)防措施。

1 混凝土異常凝結(jié)原因分析

1.1 速凝、假凝

1.1.1 判斷依據(jù)

速凝表現(xiàn)為混凝土凝結(jié)迅速,出現(xiàn)“整體抱團(tuán)”現(xiàn)象;假凝表現(xiàn)為混凝土出機(jī)后5 min～10 min失去流動(dòng)性,出現(xiàn)“扒鍋”或“粘底”現(xiàn)象。

1.1.2 原因分析

1)水泥廠按工藝設(shè)計(jì)生料配比經(jīng)2磨1燒變?yōu)槭炝?根據(jù)水泥性能所需,用硬石膏、磷石膏、氟石膏、天然半水石膏等作水泥調(diào)凝劑,這些物質(zhì)導(dǎo)致速凝、假凝。2)水泥生產(chǎn)煅燒過程中回轉(zhuǎn)窯溫度過高導(dǎo)致二水石膏脫水成半水石膏或無(wú)水石膏。3)立窯水泥煅燒過程不充分、不均勻,熟料含有還原熟料。4)使用早強(qiáng)型水泥比如R標(biāo)志的水泥。5)使用超過水泥用量0.06%的三乙醇胺早強(qiáng)劑,水泥初凝時(shí)間不合格。6)使用木鈣、糖鈣、多羥基碳水化合物、羥基羧酸類有機(jī)物等外加劑以及含有這類成分的復(fù)合外加劑。7)試驗(yàn)環(huán)境溫度高于35℃,混凝土出機(jī)機(jī)口溫度高于35℃時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

1.2 緩凝

1.2.1 判斷依據(jù)

工程施工要求混凝土凝結(jié)時(shí)間一般為6 h～10 h左右(特殊要求混凝土除外)。樁基、承臺(tái)、墩身、隧道混凝土噴涂、襯砌及混凝土砌體等超過24 h甚至幾天不凝結(jié)。

1.2.2 原因分析

1)人為因素。a.攪拌站人員未按混凝土外加劑廠家外加劑使用說明要求,盲目多摻外加劑(一般摻量為0.8%～1%)。b.按混凝土配合比要求,將水泥誤當(dāng)粉煤灰使用。c.工作疏忽導(dǎo)致外加劑混淆使用,如將緩凝劑當(dāng)早強(qiáng)劑使用。d.混凝土澆筑過程中,施工人員看混凝土發(fā)干流動(dòng)性小擅自給混凝土加水。2)機(jī)械因素。a.計(jì)量器具未按照要求自檢、送檢,長(zhǎng)期使用產(chǎn)生較大誤差。b.盛放混凝土外加劑的料倉(cāng)要使用塑料或防腐漆,杜絕外加劑與鐵器直接接觸。c.放料口傳感器失靈,或放料口長(zhǎng)期磨損計(jì)量不準(zhǔn)誤差較大。3)水泥因素。a.水泥自身凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)。水泥生料配比不合理或水泥煅燒過程中溫度控制不夠,導(dǎo)致煅燒后水泥有效成分少,主要靠調(diào)凝石膏來(lái)調(diào)整凝結(jié)時(shí)間。b.水泥廠或施工單位不注重水泥存放,將水泥長(zhǎng)期漏天放置導(dǎo)致水泥吸潮結(jié)塊。c.水泥廠家根據(jù)季節(jié)性溫度對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響適當(dāng)?shù)恼{(diào)整水泥,比如夏季溫度高,水泥凝結(jié)時(shí)間快,廠家會(huì)適當(dāng)降低C3A含量,冬季溫度低,水泥凝結(jié)時(shí)間短,會(huì)適當(dāng)提高C3A含量。d.水泥工藝流程的重大改變,水泥性能不穩(wěn)定。e.水泥生料來(lái)源變遷,礦物含量根據(jù)實(shí)際情況改變工藝流程。f.水泥廠家大量加粉煤灰作為外摻料提高水泥產(chǎn)量。4)粉煤灰因素。從粉煤灰顏色來(lái)辨別一般為灰色,顏色越黑含碳量越高,發(fā)黃含鈣比較高。a.粉煤灰摻量過高,一般1級(jí)粉煤灰需水量為90%,可減少用水量并代替一部分水泥使用,改善工作性能,但過量使用粉煤灰凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng),強(qiáng)度低。b.粉煤灰廠家為提高粉煤灰產(chǎn)量摻合磨細(xì)礦渣等以次充好。5)礦粉因素。礦粉以玻璃體結(jié)構(gòu)為主,主要化學(xué)成分為SiO2,Al2O3,這些活性物質(zhì)與水泥中C3S和C2S反應(yīng)填充混凝土孔隙。超摻礦粉會(huì)使混凝土凝結(jié)時(shí)間變長(zhǎng)。6)砂、石料因素。砂、石料含泥量和泥塊含量對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間影響較大,除此還有如下情況:a.冬季施工應(yīng)特別注意,含水高的砂料有凍結(jié)現(xiàn)象,無(wú)形中加重了含水量。b.砂質(zhì)量問題,砂廠在砂中摻合大量的土、碎石等提高砂量,而土對(duì)外加劑的影響非常大。c.砂、石料中含泥量和泥塊含量偏高。7)外加劑因素。a.外加劑種類繁多,工地上不注意外加劑標(biāo)識(shí),誤用外加劑。b.外加劑對(duì)運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用摻量有嚴(yán)格要求,未按外加劑廠家說明使用。c.外加劑有一定適應(yīng)性,調(diào)試過程中混凝土滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求,但在大批量生產(chǎn)供貨過程中,由于原材料的不穩(wěn)定,會(huì)在凝結(jié)時(shí)間上有一定的誤差。d.外加劑配方不合理的產(chǎn)品,自身凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致混凝土凝結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)。e.外加劑復(fù)配過程中,緩凝組分含量高。8)其他因素。a.環(huán)境因素。南北方地理位置的差異及溫濕度上有很大的差異。其次水質(zhì)差別較大,北方水呈堿性,南方水呈酸性(特殊情況除外),施工單位應(yīng)該嚴(yán)格按照《鐵路工程水質(zhì)分析規(guī)程》檢驗(yàn)水的各項(xiàng)指標(biāo)以減少對(duì)水泥及外加劑的影響。b.地理差異。北方水泥由北方地質(zhì)特點(diǎn)所決定,凝結(jié)時(shí)間一般比較短,而南方水泥凝結(jié)時(shí)間一般比較長(zhǎng)。這是由于各生產(chǎn)廠家所處的地理位置,地質(zhì)差別導(dǎo)致水泥生料組分的差別導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間的差別。另外東北水泥由于其地處嚴(yán)寒地區(qū),一般抗凍組分SO4含量高。

2 解決方案

1)混凝土 3 d未凝結(jié),應(yīng)迅速通知相關(guān)人員,果斷處理,清除舊混凝土后重新澆筑,以免后續(xù)施工造成更大的損失。2)對(duì)于速凝混凝土應(yīng)該加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。3)分析產(chǎn)生異常原因,檢查混凝土配合比是否合理,檢查攪拌站儀器設(shè)備是否存在較大誤差,人員是否操作不當(dāng),原材料(水泥、粉煤灰、外加劑等)是否合格等。

3 預(yù)防措施

1)攪拌站、各工地試驗(yàn)室以及從事混凝土相關(guān)操作人員都應(yīng)進(jìn)行崗前培訓(xùn),了解混凝土及外加劑相關(guān)知識(shí),嚴(yán)格按照混凝土配合比以及外加劑使用說明進(jìn)行操作。2)儀器設(shè)備按要求進(jìn)行周期性校準(zhǔn)及自檢和送檢工作,以避免由于儀器設(shè)備的誤差導(dǎo)致混凝土異常狀態(tài)的出現(xiàn)。3)嚴(yán)格把好原材料質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格使用按合同要求的及以設(shè)計(jì)好的配合比所使用的原材進(jìn)行供貨,杜絕以次充好。4)根據(jù)施工所處的地理位置、水質(zhì)、溫濕度、地質(zhì)的酸堿度及化學(xué)物質(zhì)的含量,進(jìn)行合理的配合比設(shè)計(jì)并要求外加劑廠家按施工實(shí)際情況設(shè)計(jì)符合要求的產(chǎn)品。

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