液體速凝劑在試驗檢測中的案例分析

文/李彩絲 廣州市建筑材料工業(yè)研究所有限公司 廣東廣州 510663

速凝劑有粉狀速凝劑和液體速凝劑，我國早期多以鋁氧熟料和純堿為基礎的粉狀速凝劑為主，近兩年來，這種速凝劑因其含堿高及其致使混凝土后期強度損失的缺點應用越來越少，而低堿或無堿的液體速凝劑得到越來越廣泛應用。下面以液體速凝劑為例，結(jié)合本人在試驗檢測工作中的經(jīng)驗，對存在問題進行分析并提出一些建議。

1、試驗方法及存在問題

試驗方法是JC 477-2005《噴射混凝土用速凝劑》，由于該試驗方法對具體的操作過程相對簡單，對攪拌時間和攪拌方式未作具體的規(guī)定，例如在凝結(jié)時間和強度試驗中，攪拌時間是一個范圍值，凝結(jié)時間的攪拌時間是25s-30s，強度的攪拌時間是40s-50s；速凝劑與水泥漿攪拌不均勻會影響其試驗結(jié)果，究竟攪拌多少時間才能夠攪拌均勻？凝結(jié)時間的攪拌方式是機械攪拌還是人工攪拌？這些在標準中沒有規(guī)定一個具體操作指引，所以不同試驗人員因?qū)藴视胁煌睦斫舛胁煌牟僮鞣绞?，這樣會造成同一個樣品試驗結(jié)果的重復性差不符合要求，試驗無效無法對試驗樣品進行評定。

2、試驗探究與結(jié)果分析

為了解決檢測工作中存在的問題，本人通過以下試驗進行分析。

2.1 不同攪拌時間及攪拌方式對凝結(jié)時間的影響（表1）

通過上表數(shù)據(jù)可見，同一樣品不同攪拌時間和操作方式會有不同的結(jié)果；剛開始以為是試體內(nèi)部某部位存在空隙或是水泥漿與速凝劑攪拌不均勻所致，于是按快速攪拌方式攪拌30s，結(jié)果上述問題仍然存在，凝結(jié)時間反而延長了，超出了標準的要求。后來查閱了相關(guān)資料了解了液體速凝劑的凝結(jié)機理是：液體速凝劑的主要成分是鋁酸鈉、碳酸鈉和適量的增強劑，速凝劑摻入水泥漿后，速凝劑各組分之間以及這些組分與水泥中石膏之間發(fā)生化學反應，迅速生成微細針狀的鈣釩石及中間產(chǎn)物次生石膏。這些新增晶體的增長、發(fā)展，在水泥顆粒之間交叉生成網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)，從而呈現(xiàn)出速凝和早強效果。如果這些網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)一旦被破壞，即會降低速凝效果，使凝結(jié)時間延長。所以快速攪拌和過長的攪拌時間足以將這些生成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞，從而造成兩次重復性試驗不符合要求，甚至不合格。為了再次驗證上述理論，將攪拌時間定得再短一些，以20s 分別對樣品A 和B 進行試驗，結(jié)果驚人地符合標準一等品的要求；由此可見，影響凝結(jié)時間的長短，出現(xiàn)重復性試驗差不符合要求而試驗無效的問題不是速凝劑與水泥漿攪拌不均勻所致，而是攪拌時間起了關(guān)鍵性作用。

表1

表2

2.2 不同攪拌時間對1d 抗壓強度的影響（表2）

同樣，根據(jù)速凝劑的凝結(jié)機理，在成型強度試塊時攪拌時間也十分關(guān)鍵。凝結(jié)時間非常短（能達到一等品要求，如樣品B）的樣品，說明速凝劑與水泥漿反應速度非?？欤鐢嚢钑r間定在標準要求高限或以上的，1d 抗壓強度值只有0.8-1.2 MPa 之間，攪拌時間過長足以把這些促成早強的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物完全破壞掉。同樣，為了驗證攪拌時間對1d 抗壓強度的影響，對樣品B、C 分別進行了50s、40s 和20s 的對比試驗，試驗結(jié)果表明，合格品因攪拌時間的延長成為了不合格品，縮短攪拌時間結(jié)果達到一等品的要求；由此可見，影響凝結(jié)時間和1d 抗壓強度值的因素主要是攪拌時間。

2.3 不同水泥對速凝劑的影響

我們試驗用的水泥是符合GB 8076 標準中附錄A 的規(guī)定基準水泥，是檢驗混凝土外加劑性能的專用水泥，型號為P.I 硅酸鹽水泥，強度等級42.5，基準水泥必須由經(jīng)中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會與有關(guān)單位共同確認具備生產(chǎn)條件的工廠供給。而施工現(xiàn)場所用水泥不一定是基準水泥，由于每種速凝劑的成分比例不盡相同，而不同水泥由于其礦物組成和混合材種類和摻量不同，與之混合也會有不同的結(jié)果，因而速凝劑與水泥存在適應性的問。下面以不同品種水泥進行對比試驗。（表3）

結(jié)果表明，我們在試驗使用的基準水泥，有時會出現(xiàn)與速凝劑不適應導致不合格的情況，而用委托方提供施工現(xiàn)場的水泥反而會合格；基于速凝劑與不同水泥有適應性的問題，我們在檢測工作中，首選采用標準要求的基準水泥進行檢測，同時建議送檢委托方提供一份施工現(xiàn)場所用水泥，這樣檢驗的結(jié)果能更好反映速凝劑在施工現(xiàn)場施工的真實情況。

3、結(jié)論與探討

表3

基于不同速凝劑有其不同的產(chǎn)品特性，凝結(jié)時間的快慢、強度值的高低，試驗過程中攪拌時間、攪拌方式、與所使用水泥的適應性、摻量等都起了決定性作用；這也許是標準沒有對其指定一個具體操作指引的原因吧。本人在日常工作中通過大量的實踐試驗得出一些規(guī)律：根據(jù)樣品在試驗過程呈現(xiàn)的狀態(tài)特性來決定攪拌時間；（1）速凝劑加入水泥漿攪拌時立即發(fā)生劇烈反應，水泥漿體凝結(jié)速度非?？?，對于這種速凝劑的攪拌時間不宜過長，宜取標準低限，避免過長的攪拌時間將其早期強度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞而致使1 天強度值降低。（2）凝結(jié)速度稍慢（初凝時間在3-5min之間），這種速凝劑加入水泥漿隨著與水泥漿混合均勻逐漸開始反應，這種攪拌時間可取中值偏高限。由于不同生產(chǎn)單位生產(chǎn)的速凝劑的性能差異很大，對于一個速凝劑如何確定其攪拌時間而又不偏離標準的操作，并更能貼近工程實際需要，因此在試驗檢測中絕不能墨守成規(guī)，在標準的規(guī)定值范圍內(nèi)需做到靈活運用。