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(xì)而成。一般摻量為2.5%～4.0%。摻入混凝土后能使水泥初凝時(shí)間縮短為2～5分鐘，終凝時(shí)間縮短為5～10分鐘。一小時(shí)候即可產(chǎn)生強(qiáng)度，1天強(qiáng)度為不摻的3倍。但28天強(qiáng)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(xì)而成。一般摻量為3.0～6.0%，摻入后水泥初凝時(shí)間∠5分鐘，終凝時(shí)間∠10分鐘。具有速凝，后期強(qiáng)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(shí)間的影響

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

1.2環(huán)境溫度的影響

施工時(shí)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(shí)間越長，導(dǎo)致混凝土的初，終凝時(shí)間增大，影響速凝劑的使用效果而且會(huì)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(shí)還會(huì)加大對工程機(jī)械的磨損。

1.4速凝劑和水泥的貯存時(shí)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(yīng)而失去應(yīng)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(shí)針對施工中的實(shí)際情況通過試驗(yàn)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(qiáng)度的影響

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

（1）噴射混凝土的抗壓強(qiáng)度

噴射混凝土的早期抗壓強(qiáng)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(qiáng)度均低于不摻速凝劑混凝土的后期抗壓強(qiáng)度。

（2）噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度

噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度與襯砌的支護(hù)能力有很大的關(guān)系，因?yàn)樵诒訃娚浠炷烈r砌時(shí)，尤其在襯砌的突出部位容易產(chǎn)生拉應(yīng)變。噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的1/23～1/16；為增加噴射混凝土的抗拉強(qiáng)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(qiáng)度

由于噴射時(shí)混凝土高速?zèng)_擊被噴射面，使得骨料受擠壓而密實(shí)，因此，噴射混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度較高，這也是襯砌支護(hù)起作用的主要因素。

由于摻速凝劑混凝土的后期強(qiáng)度都比不摻者要低，為了彌補(bǔ)后期強(qiáng)度的損失，除加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)以外，還可以復(fù)合減水劑，在保持相同流動(dòng)情況下，由減水劑降低水灰比來彌補(bǔ)后期強(qiáng)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(shí)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(yīng)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(jìn)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(gè)。減少開裂的危險(xiǎn)。此外，盡可能不用特細(xì)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(hù)條件。

2.3鋼筋銹蝕

混凝土中的鋼筋銹蝕是電化學(xué)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(kuò)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(dāng)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(shí)，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(dá)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(yīng)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(xué)因素共同作用的結(jié)果。海水對混凝土的化學(xué)侵蝕主要是硫酸鎂侵蝕實(shí)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(fù)干濕的混凝土中的鋼筋發(fā)生嚴(yán)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(yán)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(shí)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(diǎn)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(fù)合速凝劑。