液體中性速凝劑與預(yù)拌混凝土的適應(yīng)性研究
2006-07-28 00:00
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0 引言
速凝劑是一種能夠加快混凝土凝結(jié)和硬化速度的混凝土調(diào)凝劑。當(dāng)使用硅酸鹽系列的水泥時，速凝劑是噴射混凝土施工中必不可少的外加劑。長期以來，噴射混凝土施工中所使用的速凝劑主要是以高堿、粉體的速凝劑為主，由于這一系列的速凝劑堿性較大，其腐蝕性給施工人員的眼睛及皮膚造成很大的傷害，還易造成混凝土的堿骨料反應(yīng)，影響水泥石的水化結(jié)構(gòu)，造成后期強度的嚴(yán)重降低；另外，粉狀的速凝劑在混凝土噴射作業(yè)時，容易造成速凝劑添加不均勻。為克服傳統(tǒng)速凝劑的以上缺點，人們致力于新型速凝劑的開發(fā)，自美國Denver protex 工業(yè)公司、瑞士Aliva 公司生產(chǎn)出非堿性速凝劑以來，中性鹽、有機鹽速凝劑引起工程界的高度重視，液態(tài)、低堿及無堿速凝劑代表著新一代速凝劑的發(fā)展方向 。
由于影響速凝劑效果的因素很多，如不同的摻量、溫度、貯存條件、水泥品種與質(zhì)量、混凝土外加劑的使用等因素，都會使速凝劑的促凝效果具有很大差異；此外，在特殊的施工環(huán)境中，如隧道、溝渠等水利工程中，要求初始的混凝土采用集中攪拌的商品混凝土供應(yīng)方式，雖然初始混凝土的商品化能夠給工程帶來方便、快捷、性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，但是，諸多商品混凝土都含有保塑組分，商品混凝土摻入速凝劑后的性能能否滿足噴射混凝土的技術(shù)要求，必須根據(jù)工程情況和材料的具體特點進(jìn)行大量的試驗研究。本文著重對速凝劑與遼寧地區(qū)某重點工程所用水泥、減水劑、及速凝劑與商品混凝土輸送方式適應(yīng)性進(jìn)行了相應(yīng)的研究。
1 試驗原材料
1.1 水泥 根據(jù)工程需要，水泥采用沈陽冀東水泥有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥P·O42.5R 和P·O32.5R ，本溪工源水泥有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥P ·O42.5R ，礦渣硅酸鹽水泥P·S32.5 。水泥的性能指標(biāo)見表1 、表2 。
1.2 速凝劑
選用市場上易于購買的化工產(chǎn)品A （無機物） 、B（有機物） 、C （無機物） ，以水為溶劑。速凝劑的組成為：30 %～50 %A ，1 %～10 %B ，10 %～30 %C ，其余為水。
先將原料B 溶于水，然后將原料A 溶于該溶液，將溶液加熱到50 ℃～60 ℃，并且邊加熱邊攪拌，直到得到澄清溶液停止攪拌，向該加熱并攪拌的溶液中逐漸加入原料C ，并攪拌，得到速凝劑成品。
速凝劑為乳白色液體，中性，密度為1.3g/ mm3～1.5g/ mm3 ，流動性較好；并且該速凝劑的有效成分以絡(luò)合物的形式存在，具有較好的穩(wěn)定性。
2 試驗方法
2.1 凝結(jié)時間試驗 按國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC477 - 92 的試驗方法進(jìn)行。試驗時，速凝劑與水同時加入，并扣除液體速凝劑中的水。工程性質(zhì)試驗過程的凝結(jié)時間，先制備摻泵送劑的水泥凈漿，按工程運輸?shù)臅r間靜停后，重新攪拌同時加入速凝劑，并測試凝結(jié)時間。
2.2 強度試驗
按國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC477 - 92 的試驗方法進(jìn)行。測試砂漿試件的1d ，3d ，28d 的抗折、抗壓強度。
3 試驗結(jié)果與分析
3.1 速凝劑對不同品種水泥的影響 測試新型液體、中性速凝劑對不同品種水泥進(jìn)行了凝結(jié)時間及強度試驗。凝結(jié)時間試驗的速凝劑摻量為7.0 % ，水灰比0.4 ；強度試驗中根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，速凝劑摻量為7.0 % ，水灰比為0.5 。分析速凝劑對水泥凝結(jié)時間及強度的影響，其凝結(jié)時間的測試結(jié)果見表3 ，強度性能見表4 。
 從表3 可知，該速凝劑除了對礦渣硅酸鹽水泥凝結(jié)時間的適應(yīng)性稍差之外，對其他不同品種的普通硅酸鹽水泥凝結(jié)時間的影響大致相同，并且具有較好的適應(yīng)性。初凝基本在2min ～ 4min 內(nèi)完成， 終凝在5min～7min 完成。對于砂漿強度試驗，該速凝劑對以上品種水泥均能很好地提高砂漿的早期強度，且對后期強度損失比較小，或有所提高。
 3.2 速凝劑與減水劑的適用性
通過表5 可以看出，對于無緩凝作用的萘系高效減水劑、聚羧酸高效減水劑，可以通過降低水灰比達(dá)到很好的促凝效果，但對于使用木鈣類緩凝作用比較強的減水劑時，速凝劑的促凝效果較差。因此，在同時使用速凝劑與減水劑時，使用前應(yīng)進(jìn)行試驗，對水灰比及摻量進(jìn)行調(diào)整，從而使促凝效果達(dá)到施工要求。
通過表6 可以看出，當(dāng)滿足了噴射混凝土施工所要求的速凝效果時，由于摻加了高效減水劑，混凝土的用水量減少，從而提高了噴射混凝土的強度。
3.3 速凝劑與商品混凝土輸送方式適應(yīng)性的研究
在噴射混凝土施工中，如初始的混凝土采用集中攪拌的商品混凝土供應(yīng)方式，將混凝土輸送到施工現(xiàn)場，然后再加入速凝劑進(jìn)行噴射施工，此種施工形式具有輸送距離遠(yuǎn)、輸送便捷及混凝土拌和均勻、性能穩(wěn)定等特點，特別適用于隧道、溝渠等輸送距離較遠(yuǎn)及施工作業(yè)面較為狹小的水利工程。根據(jù)具體的工程要求，對速凝劑與商品混凝土用外加劑（泵送劑） 的適應(yīng)性進(jìn)行了試驗。考慮到混凝土輸送距離對水泥凝結(jié)時間的影響，試驗中將泵送劑分別摻入30min 和60min 后再摻入速凝劑攪拌均勻。泵送劑采用沈陽北四達(dá)新材料有限公司生產(chǎn)的BH - B12 型高效泵送劑，水泥采用冀東水泥有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥P·O42.5R ，速凝劑摻量為7.0 %。凝結(jié)時間試驗結(jié)果見表7 ，強度試驗結(jié)果見表8 。
 從表7 可以看出，通過調(diào)整泵送劑摻量及混凝土用水量，可以達(dá)到較好的促凝效果，同時，靜置時間的長短，即商品混凝土的輸送距離遠(yuǎn)近對速凝劑的促凝效果也有一定的影響。從表8 可知，由于泵送劑中的緩凝成分，造成了混凝土的早期強度較低，但由于水灰比降低，后期強度有明顯的升高。因此，新型液體、中性速凝劑與商品混凝土輸送方式具有很好的適應(yīng)性。
 4 結(jié)論
?。?） 新型的液體、中性噴射混凝土速凝劑各項指標(biāo)符合JC477 - 1992《噴射混凝土用速凝劑》的技術(shù)要求。
?。?） 該速凝劑對于普通硅酸鹽水泥適應(yīng)性很好，1d 抗壓強度均大于8MPa ，28d 抗壓強度比均在90 %以上，對于P·O42.5R 水泥，28d 抗壓強度比均大于100 % ，尤其是盾石牌P·O42.5R 水泥，28d 抗壓強度比達(dá)到127.8 %。
?。?） 該速凝劑與高效減水劑具有很好的適用性，可用于高強噴射混凝土的配制。
（4） 新型液體、中性速凝劑與商品混凝土輸送方式具有很好的適應(yīng)性。 |
| 原作者： 唐 明 孫亞東 |
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