試驗(yàn)方法對(duì)鐵路噴射混凝土用液體速凝劑檢驗(yàn)的影響

王軍偉

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量研究所，北京 100081)

速凝劑因具備使混凝土或水泥凈漿等迅速凝結(jié)硬化的性能，廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、城市軌道交通等領(lǐng)域。隨著濕噴法在鐵路噴射混凝土施工中的廣泛應(yīng)用，液體速凝劑用量也隨之增大。由于液體速凝劑合成體系較多，其物理化學(xué)性能差異大，采用JC 477—2005《噴射混凝土用速凝劑》檢驗(yàn)時(shí)存在重復(fù)性差、檢驗(yàn)結(jié)果無(wú)法客觀反映施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等問(wèn)題[1-2]。GB/T 35159—2017《噴射混凝土用速凝劑》于2018年11月1日正式實(shí)施，與JC 477—2005相比，在速凝劑產(chǎn)品類別劃分、凈漿和砂漿性能試驗(yàn)方法、勻質(zhì)性指標(biāo)等方面均有修訂[3]。本文將標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要內(nèi)容進(jìn)行匯總與對(duì)比，選用6種不同類別液體速凝劑進(jìn)行試驗(yàn)研究，探討GB/T 35159—2017實(shí)施后對(duì)鐵路噴射混凝土用液體速凝劑檢驗(yàn)帶來(lái)的影響，供速凝劑使用單位與生產(chǎn)企業(yè)參考。

1 不同標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)方法與檢驗(yàn)項(xiàng)目的對(duì)比

1.1 速凝劑產(chǎn)品類別劃分

GB/T 35159—2017 除了按照產(chǎn)品形態(tài)分為粉狀速凝劑和液體速凝劑外，還按照堿含量、固體物質(zhì)在液體速凝劑中的分散狀態(tài)進(jìn)行分類，涵蓋范圍更廣，也更加明確。新舊標(biāo)準(zhǔn)中速凝劑產(chǎn)品分類見(jiàn)表1。

表1 新舊標(biāo)準(zhǔn)中速凝劑產(chǎn)品分類

收稿日期：2018-11-30；修回日期：2019-05-16

基金項(xiàng)目：中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司基金(BJ2018S31)

作者簡(jiǎn)介：王軍偉(1978— )，男，助理研究員，碩士。

E-mail:wjwei3578@163.com

1.2 摻速凝劑凈漿及砂漿性能試驗(yàn)方法對(duì)比

GB/T 35159—2017中在速凝劑摻量、凈漿配比、攪拌方式和添加方式4方面均有較大改動(dòng)，具體試驗(yàn)方法對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 新舊標(biāo)準(zhǔn)摻速凝劑凈漿及砂漿性能試驗(yàn)方法對(duì)比

1.3 勻質(zhì)性檢驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)比

與JC 477—2005相比，GB/T 35159—2017對(duì)速凝劑的氯離子含量、堿含量均給出了具體控制值，并增加了液體速凝劑穩(wěn)定性檢驗(yàn)項(xiàng)目，新標(biāo)準(zhǔn)提高了速凝劑勻質(zhì)性檢驗(yàn)項(xiàng)目的指標(biāo)。

1.4 摻速凝劑凈漿與砂漿性能檢驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)比

GB/T 35159—2017中摻速凝劑凈漿與砂漿性能檢驗(yàn)項(xiàng)目，其指標(biāo)按無(wú)堿速凝劑與有堿速凝劑分別進(jìn)行規(guī)定。GB/T 35159—2017中摻速凝劑凈漿性能檢驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)與JC 477—2005中合格品要求相同；砂漿性能檢驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)相對(duì)JC 477—2005有所提高，并增加了90 d抗壓強(qiáng)度保留率。

2 試驗(yàn)方案與方法

2.1 試驗(yàn)方案

選用6種不同類別液體速凝劑，樣品A，D，E為無(wú)堿液體速凝劑，樣品B，C，F(xiàn)為有堿液體速凝劑。為了盡量減少水泥品種、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和人為因素對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響，選擇同一批基準(zhǔn)水泥，在同一實(shí)驗(yàn)室由相同試驗(yàn)人員對(duì)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)比2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)速凝劑檢驗(yàn)的影響。

2.2 試驗(yàn)方法

參照GB/T 35159—2017中的要求：無(wú)堿液體速凝劑的摻量均為6%，有堿液體速凝劑的摻量均為5%。試驗(yàn)前檢驗(yàn)液體速凝劑含固量，然后分別依據(jù)JC 477—2005和GB/T 35159—2017中規(guī)定的試驗(yàn)方法對(duì)摻液體速凝劑凈漿及砂漿性能進(jìn)行檢驗(yàn)。

3 檢驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)摻液體速凝劑凈漿凝結(jié)時(shí)間的影響

分別依據(jù)JC 477—2005與GB/T 35159—2017中規(guī)定的試驗(yàn)方法平行檢驗(yàn)4次凝結(jié)時(shí)間。初凝時(shí)間檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3和表4，終凝時(shí)間檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5和表6。

表3 依據(jù)JC 477—2005檢驗(yàn)的初凝時(shí)間

表4 依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)的初凝時(shí)間

表5 依據(jù)JC 477—2005檢驗(yàn)的終凝時(shí)間

表6 依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)的終凝時(shí)間

對(duì)比表3—表6可以看出：依據(jù) JC 477—2005 檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果的極差與標(biāo)準(zhǔn)方差均大于依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)的數(shù)值，說(shuō)明依據(jù)JC 477—2005檢驗(yàn)?zāi)Y(jié)時(shí)間時(shí)，數(shù)據(jù)離散強(qiáng)。依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)凈漿性能時(shí)，因凈漿用水量減少，水膠比降低，凈漿凝結(jié)時(shí)間有所縮短。

GB/T 35159—2017采用凈漿攪拌機(jī)攪拌，人為因素影響小，在機(jī)械攪拌條件下液體速凝劑能夠在凈漿中充分分散，檢驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好。與JC 477—2005相比，GB/T 35159—2017還縮短了凈漿攪拌時(shí)間，要求先慢攪5 s，再高速攪拌15 s，共攪拌20 s。

從速凝劑作用機(jī)理來(lái)看，液體速凝劑可縮短鋁酸三鈣誘導(dǎo)期時(shí)間，水化初期生成針柱狀水化硅酸鈣晶體和鈣礬石晶體，這些晶體迅速成核長(zhǎng)大，相互交叉連生從而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使水泥凈漿迅速初凝，其后水化產(chǎn)物繼續(xù)填充水泥顆粒間的空隙，使水泥凈漿迅速終凝。鋁酸三鈣的反應(yīng)活性很高，與水接觸后通常在20～30 s就會(huì)有鈣礬石生成[4-8]。攪拌時(shí)間延長(zhǎng)后，會(huì)打散水泥水化形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而延長(zhǎng)了水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間[9-12]。因此，依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)摻液體速凝劑凝結(jié)時(shí)間，6個(gè)樣品檢驗(yàn)結(jié)果均低于依據(jù)JC 477—2005檢驗(yàn)的結(jié)果。

3.2 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)摻液體速凝劑砂漿性能的影響

依據(jù)GB/T 35159—2017和JC 477—2005檢驗(yàn)摻6種液體速凝劑砂漿性能，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7與表8。

表7 依據(jù)JC 477—2005檢驗(yàn)的砂漿性能檢驗(yàn)結(jié)果

表8 依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)的砂漿性能檢驗(yàn)結(jié)果

從表7和表8可以看出,與JC 477—2005相比，6個(gè) 樣品依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)砂漿性能，檢驗(yàn)結(jié)果均有不同程度提高，但依照不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判定，所得結(jié)論不同。例如：樣品A為無(wú)堿液體速凝劑,GB/T 35159—2017中要求28 d抗壓強(qiáng)度比不小于90%[3],28 d抗壓強(qiáng)度比檢驗(yàn)結(jié)果為84%，只能判定為不合格；JC 477—2005中要求一等品28 d抗壓強(qiáng)度比不小于75%[1]，28 d抗壓強(qiáng)度比檢驗(yàn)結(jié)果為80%，判定為一等品。樣品F為有堿液體速凝劑，GB/T 35159—2017中要求28 d抗壓強(qiáng)度比不小于70%[3]，28 d抗壓強(qiáng)度比檢驗(yàn)結(jié)果為73%，判定為合格；JC 477—2005中要求合格品28 d抗壓強(qiáng)度比不小于70%，28 d抗壓強(qiáng)度比檢驗(yàn)結(jié)果為68%，判定為不合格。

對(duì)于無(wú)堿液體速凝劑，GB/T 35159—2017提高了28 d抗壓強(qiáng)度比指標(biāo)，依據(jù)GB/T 35159—2017進(jìn)行判定，檢驗(yàn)結(jié)果合格率會(huì)降低。對(duì)于有堿液體速凝劑，GB/T 35159—2017中28 d抗壓強(qiáng)度比指標(biāo)與JC 477—2005中合格品要求相同，依據(jù)GB/T 35159—2017進(jìn)行判定，檢驗(yàn)結(jié)果合格率會(huì)升高。

4 結(jié)論

1)GB/T 35159—2017對(duì)速凝劑的氯離子含量、堿含量均給出具體控制值，增加了90 d抗壓強(qiáng)度保留率。與JC 477—2005相比，GB/T 35159—2017提高了后期強(qiáng)度損失、有害物質(zhì)含量的指標(biāo)。

2)GB/T 35159—2017采用注射器添加液體速凝劑，并對(duì)攪拌方式進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，使得液體速凝劑能夠更好地在水泥凈漿和砂漿中分散，減少人為因素的影響，液體速凝劑檢驗(yàn)重復(fù)性要優(yōu)于JC 477—2005。

3)因GB/T 35159—2017采用機(jī)械攪拌，摻液體速凝劑凈漿水膠比減小，凈漿性能檢驗(yàn)結(jié)果小于依據(jù)JC 477—2005檢驗(yàn)的結(jié)果。

4)依據(jù)GB/T 35159—2017檢驗(yàn)與判定，無(wú)堿液體速凝劑檢驗(yàn)結(jié)果合格率會(huì)降低，有堿液體速凝劑檢驗(yàn)結(jié)果合格率會(huì)升高。