速凝劑對(duì)噴射砼性能的影響

　　摘要：通過(guò)的對(duì)比試驗(yàn)，闡述了實(shí)際施工環(huán)境中，SJ－N型速凝劑在不同廠家生產(chǎn)的#42.5普通水泥、不同摻量、水灰比、養(yǎng)護(hù)溫度，以及原材料在不同風(fēng)化和水化程度條件下，對(duì)噴射砼的凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、收縮率等主要技術(shù)性能的影響，得出了速凝劑在噴射砼實(shí)際應(yīng)用中摻加量的確定方法和使用要求。

　　0 前言

　　速凝劑是砼外加劑的一種，在噴射砼使用中主要起到使噴射砼速凝快硬，減少回彈損失，防止噴射砼因重力引起脫落，提高在潮濕或含水巖層中使用的適應(yīng)性能，適 當(dāng)加大一次噴射厚度和縮短噴射層間的間隔時(shí)間等。 由于加入速凝劑后，水泥水化首先形成的是疏松的鋁酸鹽水化物結(jié)構(gòu)，以后雖有C3S和C2S水化物填充加固，但因C4AF的水化速度也得到了提高，其析出的CFH膠體會(huì)包圍在硅酸鹽礦物的表面，從而阻礙C3S，C2S后期水化。因此，速凝劑的加入必然會(huì)影響水泥的后期強(qiáng)度。因此，噴射砼施工中，要選擇一種適 宜的速凝劑必須具備：初凝<3min；終凝<12min；8h強(qiáng)度≥0.3MPa；28d強(qiáng)度≥不加速凝劑試件強(qiáng)度的70%等條件。因環(huán)境條件、測(cè)試方法、配比、原材料等多種因素對(duì)速凝劑的影響是較為敏感的，在實(shí)驗(yàn)室中的結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用相差較大。因此，在實(shí)際施工中，應(yīng)重新 根據(jù)實(shí)際情況，采用對(duì)比觀察法對(duì)噴射砼速凝劑摻加量進(jìn)行確定。

　　1 試驗(yàn)材料和方法

　?。?） 試驗(yàn)材料。

　　水泥：#42.5普通硅酸鹽水泥；砂：洛陽(yáng)伊河細(xì)砂，相對(duì)體積質(zhì)量2.61，細(xì)度模數(shù)2.14，含泥量2.0%；石子：洛陽(yáng)伊河卵石，相對(duì)體積質(zhì)量2.78，骨料粒徑5～22mm占50%；速凝劑：河南生產(chǎn)的SJ－SN1型和SJ－SN2型。砼配比：水泥∶砂∶石子（質(zhì)量比）＝ 1∶1.68∶1.54

　?。?） 試驗(yàn)方法。采用ZP－V型干噴機(jī)，操作時(shí)采用相同的原材料、配比和固定的風(fēng)壓、水壓、噴射強(qiáng)度，將砼噴射到1000㎜×1000㎜×15㎜的施工面上，通過(guò)養(yǎng)護(hù)后，鉆取標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行測(cè)試。

　　2 速凝劑對(duì)噴射砼性能影響的試驗(yàn)

　　2.1 對(duì)不同生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的同品種水泥的影響 對(duì)不同生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的#42.5普通硅酸鹽水泥進(jìn)行了凝結(jié)時(shí)間的研究試驗(yàn)。試驗(yàn)以干摻方式加入2.5%SJ－SN1型速凝劑（水灰比＝0.4，室溫23～26℃）觀察其對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。 從表1可知，SJ－SN1型速凝劑對(duì)各廠生產(chǎn)的同品種水泥凝結(jié)時(shí)間的影響較為接近，且速凝效果好，初凝在1～3min內(nèi)完成；終凝在3～9min內(nèi)完成?；旧峡梢源_定，對(duì)不同廠家生產(chǎn)的#42.5普通水泥中使用SJ－SN1型速凝劑均能達(dá)到一定的速凝效果。

　　2.2 速凝劑摻量對(duì)水泥砼性能的影響 試驗(yàn)采用洛陽(yáng)水泥廠生產(chǎn)的#42.5普通硅酸鹽水泥拌制噴射砼（水灰比＝0.4，室溫＝24 ～26 ℃），采用干摻方式加入不同摻量的SJ－SN1型速凝劑，觀察其對(duì)噴射砼性能的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，用#42.5普通硅酸鹽水泥拌制噴射砼 時(shí)，SJ－SN1型速凝劑的最佳摻量為2.0%～4%；若超過(guò)4%，凝結(jié)時(shí)間反而增長(zhǎng)，且砼后期強(qiáng)度降低更為明顯。試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：摻入速凝劑不均勻時(shí)，不同區(qū)域會(huì)有明顯的凝結(jié)速度和強(qiáng)度差異。故施工時(shí)要保證 其均勻性。應(yīng)當(dāng)指出：不同型號(hào)的速凝劑有不同的最佳摻量，應(yīng)用時(shí)均應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)確定。

　　2.3 水灰比對(duì)噴射砼凝結(jié)時(shí)間的影響 采用洛陽(yáng)水泥廠生產(chǎn)的#42.5普通硅酸鹽水泥，并加入相同摻量2.5%的SJ－SN1型速凝劑，按不同水灰比拌制砼（實(shí)驗(yàn)溫度20 ℃）觀察其凝結(jié)時(shí)間的影響，從表3可知，水灰比愈大，速凝劑效果愈差，且過(guò)大的水灰比加大了砼的收縮率，使砼易產(chǎn)生裂縫；而過(guò)小的水灰比，將增加砼的回彈率，使工程損耗加大，并增加 機(jī)械磨損等不良狀況的出現(xiàn)。因此在施工中根據(jù)具體情況（如干法施工還是濕法施工及施工機(jī)械的型號(hào)等），采取適宜的水灰比并進(jìn)行嚴(yán)格控制非常重要。[Page]

　　2.4 溫度對(duì)噴射砼凝結(jié)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度的影響 同樣，采用洛陽(yáng)水泥廠生產(chǎn)的#42.5普通硅酸鹽水泥，在實(shí)驗(yàn)溫度20 ℃的環(huán)境下拌制噴射砼（其SJ－SN1型摻量為3%），觀察其在不同養(yǎng)護(hù)條件下的凝結(jié)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度情況；同時(shí)進(jìn)行了不加速凝劑的普通砼的強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)， 結(jié)果見(jiàn)表4。 分析表4可知,總體上噴射砼的凝結(jié)時(shí)間隨養(yǎng)護(hù)溫度的升高而加快、早期強(qiáng)度則隨養(yǎng)護(hù)溫度的升高而提高；但當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度達(dá)到30 ℃時(shí)，在摻加速凝劑的噴射砼，其凝結(jié)時(shí)間反而延長(zhǎng)（尤其是終凝時(shí)間），且后期強(qiáng)度大大下降。 另外，由表4可計(jì)算出各齡期噴射砼與普通砼抗壓強(qiáng)度的比值（即相對(duì)強(qiáng)度值）見(jiàn)表5。由表5可知：同一溫度下的R噴/R普值隨齡期的延長(zhǎng)而下降；同一齡期下R噴/R普值則隨溫度的升高而降低。因此，在施工中要采取一定措施控制溫度，這對(duì)噴射砼耐久性非常關(guān)鍵。

　　2.5 水泥存放時(shí)間和速凝劑受潮程度 采用不同存放時(shí)間的洛陽(yáng)水泥廠生產(chǎn)的#42.5普通硅酸鹽水泥，分別加入相同摻量（3%），不同受潮程度的SJ－SN1型速凝劑，并取同一水灰比為0.4和同一試驗(yàn)溫度為25 ℃，進(jìn)行拌制噴射砼并測(cè)試凝結(jié)時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表6。 從表6可知，水泥的存放時(shí)間愈長(zhǎng)或存放條件愈差，速凝劑對(duì)水泥的速凝效果就愈差；同樣，速凝劑的受潮程度越嚴(yán)重，對(duì)水泥的速凝效果也愈差。

　　2.6 速凝劑對(duì)噴射砼收縮率的影響 試驗(yàn)采用SJ－SN2型速凝劑和洛陽(yáng)水泥廠生產(chǎn)的#42.5普通硅酸鹽水泥作對(duì)噴射砼收縮率影響的試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。從表7可知，速凝劑對(duì)噴射砼的收縮率有 著明顯的增大作用，故在施工中要控制每次的噴射厚度，或在砼配比中添加適量膨脹劑，以進(jìn)行補(bǔ)償收縮，從而確保噴射砼的耐久性。

　　3 結(jié)論

　?。?） SJ－SN型速凝劑對(duì)不同廠家生產(chǎn)的#42.5普通硅酸鹽水泥有著較好的適應(yīng)性。

　?。?） 隨著SJ－SN型速凝劑摻量的增大、養(yǎng)護(hù)溫度的升高、水灰比的減小，噴射砼的初凝和終凝時(shí)間縮短，但早晚期強(qiáng)度將隨之下降，收縮率隨之增大。在溫度較高時(shí) 如≥30 ℃　，使用SJ－SN型速凝劑噴射砼會(huì)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象凝結(jié)緩慢，強(qiáng)度降低。因此，施工中應(yīng)注意季節(jié)和溫度對(duì)施工的影響因素。

　?。?） 水泥和速凝劑在存放時(shí)會(huì)產(chǎn)生水化，特別是速凝劑的水化速度較快，所以在存放和使用時(shí)，應(yīng)對(duì)其存放時(shí)間、生產(chǎn)日期和摻量上加以注意和調(diào)整。

　?。?） 在施工中原材料的摻量、水灰比、溫度、存放時(shí)間以及施工方法、機(jī)械型號(hào)等方面對(duì)噴射砼的影響因素較為復(fù)雜，故必須在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用試配試驗(yàn)，并配合其 他外加劑，以滿足在凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、抗?jié)B等方面的要求，保證施工質(zhì)量。