外加劑摻量對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)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(guò)許多問(wèn)題，針對(duì)外加劑中的緩凝成分摻量對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度的影響進(jìn)行了一些研究。

1.試驗(yàn)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(shí)間：初凝為3h35min，終凝為5h20min；水泥膠砂流動(dòng)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(jí)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(yáng)S95級(jí)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(jiàn)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(jí)配基本符合規(guī)定。

⑹碎石：嶺西東碎石，5mm～31.5mm連續(xù)級(jí)配。

2.試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果(表略)

3.試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)，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(shí)間亦相應(yīng)延長(zhǎng)，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(shí)緩凝現(xiàn)象。同時(shí)，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(yàn)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(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)，凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的混凝土試件標(biāo)養(yǎng)28天破壞后，里面尚有部分沒(méi)有完全水化，“酥”，無(wú)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(zhǎng)齡期時(shí)的強(qiáng)度。

⑵從上面的試驗(yàn)可以看出，試驗(yàn)用外加劑對(duì)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(shí)損失，我們往往會(huì)采取增加外加劑摻量的辦法來(lái)加以解決；但是，因?yàn)橐话愕耐饧觿┚菑?fù)合而成的，都多多少少含有一定的緩凝成分，這時(shí)，便會(huì)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(shí)損失問(wèn)題解決了，而混凝土緩凝和超時(shí)緩凝問(wèn)題卻出現(xiàn)了。對(duì)此，應(yīng)及時(shí)通知外加劑生產(chǎn)廠家調(diào)整其配方。例如以上試驗(yàn)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(shí)損失的前提下，外加劑的凝結(jié)時(shí)間宜控制在12～14 小時(shí)。對(duì)外加劑生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，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(shí)緩凝問(wèn)題。

⑶有些水泥質(zhì)量指標(biāo)波動(dòng)較大。例如，水泥的細(xì)度，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，凝結(jié)時(shí)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(jí)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(shí)，外加劑的適應(yīng)性差，混凝土拌和物的流動(dòng)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(duì)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(shí)，若外加劑中的緩凝成分不作調(diào)整，將會(huì)造成混凝土緩凝和超時(shí)緩凝，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，這是因?yàn)檩^少的鋁酸三鈣含量對(duì)外加劑的吸附量也較少，當(dāng)達(dá)到其飽和狀態(tài)時(shí)，多余的外加劑中的緩凝成分便包裹住鋁酸三鈣，使其長(zhǎng)時(shí)間不能水化，從而造成混凝土凝結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)。

②水泥的新鮮程度。水泥溫度越高，外加劑對(duì)其流化效果越差，混凝土的坍落度損失也越大。而陳化時(shí)間較長(zhǎng)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(dòng)度為160mm，40min后為0；而水泥陳化15天后，其初始水泥凈漿流動(dòng)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(shí)的投料順序，攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短，施工現(xiàn)場(chǎng)的加水與否等等，都會(huì)影響混凝土的凝結(jié)時(shí)間。

一些等外品粉煤灰的摻加會(huì)大幅增加混凝土的需水量。砂、石等含泥量的增大，也會(huì)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(huì)變小。為保證施工所需的坍落度，同時(shí)亦為了保證混凝土水灰比的不變，我們往往會(huì)采取增加外加劑摻量的辦法來(lái)加以解決，這無(wú)形之中也會(huì)增加混凝土中的緩凝成分，也可能會(huì)使混凝土拌和物出現(xiàn)緩凝和超時(shí)緩凝問(wèn)題。

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

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