速凝劑對混凝土性能影響的探討

阿布力孜?克熱木

摘 要：速凝劑是能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。多用于噴射混凝土及搶修堵漏工程等。主要產(chǎn)品有：紅星一型，711型和782型等。紅星一型速凝劑，是由鋁氧熟料，碳酸鈉及生石灰1：1：0.5的比列配制磨細而成。一般摻量為2.5%～4.0%。摻入混凝土后能使水泥初凝時間縮短為2～5分鐘，終凝時間縮短為5～10分鐘。一小時候即可產(chǎn)生強度，1天強度為不摻的3倍。但28天強度僅為不摻的60%。782型速凝劑是由工業(yè)廢料礬泥，鋁氧熟料及石灰按比例配制磨細而成。一般摻量為3.0～6.0%，摻入后水泥初凝時間∠5分鐘，終凝時間∠10分鐘。具有速凝，后期強度基本不降低。

關(guān)鍵詞：速凝劑；混凝土；性能；影響

1.速凝劑對新拌混凝土性能的影響

1.1速凝劑摻量對新拌混凝土凝結(jié)時間的影響

通常，速凝劑的摻量在2.0%～4.0%時，混凝土的初凝時間均﹤3min，終凝時間﹤10 min。速凝劑摻量不足或摻量超過4.0%，混凝土的終凝時間都會延長，且過摻的混凝土后期強度損失明顯增大。

1.2環(huán)境溫度的影響

施工時環(huán)境的溫度對速凝效果影響很大，環(huán)境溫度在5～30℃范圍內(nèi)，溫度越高，速凝劑的速凝效果越好。

1.3水灰比的影響

水灰比越大，水泥水化時間越長，導致混凝土的初，終凝時間增大，影響速凝劑的使用效果而且會加大混凝土的收縮率，從而造成裂縫。過小的水灰比，將增大混凝土的回彈率，增加工程的損耗，同時還會加大對工程機械的磨損。

1.4速凝劑和水泥的貯存時間與貯存條件的影響

速凝劑（或水泥）在濕度大的環(huán)境中都易潮解結(jié)塊或發(fā)生水化反應而失去應有的速凝功能（或水化性能降低）。因此，施工中必須保證較好的速凝劑和水泥貯存條件。同時針對施工中的實際情況通過試驗來確定噴射混凝土中速凝劑的摻量和摻加方式。

2.速凝劑對硬化混凝土性能的影響

2.1混凝土速凝劑對硬化混凝土強度的影響

混凝土速凝劑對混凝土強度的影響主要表現(xiàn)在抗壓強度，抗拉強度和黏結(jié)強度三個方面：

（1）噴射混凝土的抗壓強度

噴射混凝土的早期抗壓強度，隨速凝劑產(chǎn)摻量的增加而降低；噴射混凝土的后期抗壓強度均低于不摻速凝劑混凝土的后期抗壓強度。

（2）噴射混凝土的抗拉強度

噴射混凝土的抗拉強度與襯砌的支護能力有很大的關(guān)系，因為在薄層噴射混凝土襯砌時，尤其在襯砌的突出部位容易產(chǎn)生拉應變。噴射混凝土的抗拉強度約為抗壓強度的1/23～1/16；為增加噴射混凝土的抗拉強度，可以使用纖維配筋的噴射混凝土。

（3）噴射混凝土的黏結(jié)強度

由于噴射時混凝土高速沖擊被噴射面，使得骨料受擠壓而密實，因此，噴射混凝土的黏結(jié)強度較高，這也是襯砌支護起作用的主要因素。

由于摻速凝劑混凝土的后期強度都比不摻者要低，為了彌補后期強度的損失，除加強養(yǎng)護以外，還可以復合減水劑，在保持相同流動情況下，由減水劑降低水灰比來彌補后期強度損失。

2.2摻有速凝劑的噴射混凝土耐久性分析

（1）滲透性

混凝土的滲透性與混凝土的耐久性有極其密切的關(guān)系。一般說來，抗?jié)B性好的混凝土，其密實性高，耐久性也較好。混凝土的滲透性直接關(guān)系到它的抗碳化能力，抗凍性和抵抗各種侵蝕性，而且對混凝土的收縮與徐變有很大的影響。抗?jié)B性能隨速凝劑摻量的增大而降低。因此，其抗?jié)B性能應要求控制在合理范圍內(nèi)。

（2）收縮

由于收縮易造成混凝土表面的微裂縫，從而引起混凝土的中性化，并進一步引起混凝土內(nèi)部的鋼筋腐蝕，因此這種體積穩(wěn)定性是耐久性必須考慮的一個。減少開裂的危險。此外，盡可能不用特細砂，因其也能加大噴射混凝土的干縮方面。

許多因素影響著噴射混凝土的收縮值，主要因素有速凝劑和養(yǎng)護條件。

2.3鋼筋銹蝕

混凝土中的鋼筋銹蝕是電化學過程，它由鋼表面的電阻，與鋼接觸的水泥漿體的PH值及電解質(zhì)如氯化物及氯氣向混凝土的擴散等因素所決定。通常情況下，由于混凝土內(nèi)提供了高堿的條件（PH約為12～12.5），在鐵的表面造成純化氧化膜，從而防止了腐蝕，當維持水泥漿體中PH高值的氫氧化鈣受大氣碳化轉(zhuǎn)化為碳酸鈣（方解石）時，PH值下降，就可能引起鋼筋銹蝕。噴射混凝土的水灰比一般比較高（0.4～0.6），而且由于摻有速凝劑阻礙了CS后期的水化，妨礙了硅酸鹽水化物在單位面積內(nèi)達到最大附著和凝聚所必須的緊密接觸，因此噴射混凝土中存在著裂縫和空穴等內(nèi)部缺陷。所以鋼筋銹蝕應予重視，尤其是在噴射鋼纖維混凝土中。

2.4海水侵蝕

混凝土在海水中的破壞過程是若干物理及化學因素共同作用的結(jié)果。海水對混凝土的化學侵蝕主要是硫酸鎂侵蝕實際上是雙重腐蝕，它包括鎂鹽侵蝕和硫酸鹽侵蝕。另外，海水中的氯離子向混凝土內(nèi)滲透，使低潮位以上反復干濕的混凝土中的鋼筋發(fā)生嚴重銹蝕，結(jié)果發(fā)生體積膨脹，造成混凝土開裂。因此，海水對配筋噴射混凝土的銹蝕比對素噴射混凝土更為嚴重。為提高噴射混凝土抵抗海水侵蝕的能力，目前主要是采用密實不透水的噴射混凝土。

2.5混凝土耐久性的影響因素

降低水灰比的關(guān)鍵是采用高效減水劑。由于以氯氧熟料為主要原料的速凝劑占多數(shù)，而這種速凝劑的主要缺點是堿性較大。通常的高效減水劑主要依賴于雙電層力來維持粒子的分散，而在高堿性的條件下，這種作用將難以得到有效的發(fā)揮。因此，迫切要求采用低堿性以及高性能的復合速凝劑。