關(guān)于混凝土外加劑與水泥相容性的思考

李志龍 陳書軍 劉慶鵬

1.中國(guó)電建西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西 西安 710043

2.中國(guó)電建水利水電第三工程局有限公司 陜西 西安 710024

前言

目前，國(guó)內(nèi)水電工程大多采用中熱水泥。中熱水泥主要優(yōu)點(diǎn)有：水化熱低，放熱速度慢，有利于溫度控制。然而，在施工過(guò)程中，就算是膠凝材料用的是中熱水泥，而且水泥的各項(xiàng)性能也符合相關(guān)規(guī)范要求，但混凝土還是會(huì)出現(xiàn)假凝等異常現(xiàn)象。本文主要就黑龍江某抽水蓄能電站趾板混凝土施工過(guò)程中出現(xiàn)的水泥與外加劑不相容問題，提出相應(yīng)的分析與解決方案。

1 存在問題

在工程趾板澆筑過(guò)程中，出現(xiàn)了混凝土坍落度損失過(guò)快、流動(dòng)性差、凝結(jié)時(shí)間大大縮短的反常情況，導(dǎo)致施工困難、不易平倉(cāng)現(xiàn)象。接到施工方反饋后，項(xiàng)目部聯(lián)合施工方立即對(duì)工程用的P.MH42.5水泥及P.O42.5水泥與外加劑進(jìn)行專門試驗(yàn)和分析。

2 試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119－2013中的附錄A[1]的方法進(jìn)行檢測(cè)，采用工地使用的趾板配合比及各類原材料，調(diào)整外加劑摻量使砂漿的初始擴(kuò)展度達(dá)到GB50119－2013中規(guī)定的擴(kuò)展度，根據(jù)摻外加劑砂漿的擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失判斷外加劑與水泥的相容性，試驗(yàn)結(jié)果見下表1。

表1 砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)檢測(cè)匯總表

檢測(cè)結(jié)果表明，無(wú)論是與P.MH42.5水泥還是P.042.5水泥，當(dāng)砂漿中摻入JX－001或PCA－I減水劑后，在60 min后砂漿的流動(dòng)度并未出現(xiàn)大的損失，從而排除兩種減水劑對(duì)混凝土的影響；而當(dāng)用采用P.MH42.5水泥時(shí)，在同時(shí)摻入JX－0001減水劑和JX－002引氣劑后，或是PCA－I減水劑和GYQ－III引氣劑后，砂漿在60 min后的流動(dòng)度均出現(xiàn)大的損失，幾乎已經(jīng)失去了流動(dòng)性，這表示趾板混凝土出現(xiàn)假凝的主要原因是引氣劑造成的，可在與普硅水泥的結(jié)果又顯示兩種引氣劑并未對(duì)砂漿的流動(dòng)度造成影響?？磥?lái)所用的中熱水泥有問題，于是對(duì)中熱水泥成分進(jìn)行分析，共取樣8個(gè)批次，檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 P.MH42.5水泥成分匯總表

通過(guò)檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

8個(gè)批次水泥的物相組成較為穩(wěn)定，不同批次之間的偏差在試驗(yàn)誤差范圍之內(nèi)。該8個(gè)批次水泥的C3S含量在40%左右，而C2S的含量在20%～25%之間，高于普通硅酸鹽水泥的10%～15%；而C3 A含量低于2%，且C3 A與C4 AF的比值約為0.15左右，低于正常的0.3～0.5。因此，初步判斷該水泥為中熱(可能低熱)水泥。

在各水泥中含有約4%左右的游離氧化鎂，同時(shí)硫酸鉀含量較低，證實(shí)該水泥應(yīng)為低堿中熱(低熱)水泥。

同時(shí)結(jié)果表明，該批次水泥中石膏含量較低(1%左右)，且石膏主要組分為無(wú)水石膏。在三種石膏中，無(wú)水石膏溶解速度最慢，容易導(dǎo)致早期溶液中硫酸根離子量不足，從而無(wú)法有效延緩水泥中C3 A的快速水化，從而造成混凝土假凝情況。

3 解決方案

既然中熱水泥的成分中缺少無(wú)水石膏是造成混凝土假凝的原因，那么可以從延緩水泥的水化時(shí)間入手來(lái)解決，兩種方法：一是調(diào)整水泥成分，二是對(duì)外加劑進(jìn)行成分調(diào)整。顯然水泥成分由于原料的不可控制，無(wú)法輕易進(jìn)行調(diào)整，而對(duì)外加劑進(jìn)行調(diào)整使之適應(yīng)水泥卻是可行的。經(jīng)過(guò)與某外加劑廠家溝通后，廠家對(duì)外加劑進(jìn)行了配方調(diào)整，并用新外加劑在室內(nèi)進(jìn)行了趾板混凝土試拌，檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 調(diào)整后趾板混凝土試拌成果匯總表

結(jié)果表明：在調(diào)整外加劑的配方后，混凝土的試拌效果好，坍落度經(jīng)時(shí)損失也很小，初凝與終凝時(shí)間均能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

4 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)表明，當(dāng)混凝土出現(xiàn)異常情況如假凝時(shí)，首先要考慮用相容性試驗(yàn)快速找出問題的原因。通過(guò)調(diào)整外加劑配方與水泥互補(bǔ)，從而改善混凝土性能，消除假凝現(xiàn)象，解決施工過(guò)程中的振搗困難和收面困難等問題。綜上所述，相容性試驗(yàn)?zāi)軌蚩焖俚陌l(fā)現(xiàn)問題所在，為混凝土施工提供解決方案，確保了工程施工質(zhì)量，同時(shí)也對(duì)混凝土外加劑的選擇有一定的指導(dǎo)意義。