液體速凝劑在試驗檢測中的案例分析

【摘要】速凝劑是一種重要的混凝土外加劑，近年來在巖土工程、地下隧道工程、邊坡加固、結構補強等得到廣泛的應用，本文分析了液體速凝劑在試驗檢測中存在的問題，論述了根據其不同特點在檢測中的運用。

【關鍵詞】凝結時間;1d抗壓強度;攪拌時間;適應性

速凝劑有粉狀速凝劑和液體速凝劑，我國早期多以鋁氧熟料和純堿為基礎的粉狀速凝劑為主，近兩年來，這種速凝劑因其含堿高及其致使混凝土后期強度損失的缺點應用越來越少，而低堿或無堿的液體速凝劑得到越來越廣泛應用。下面以液體速凝劑為例，結合本人在試驗檢測工作中的經驗，對存在問題進行分析并提出一些建議。

1、試驗方法及存在問題

試驗方法是JC 477-2005《噴射混凝土用速凝劑》，由于該試驗方法對具體的操作過程相對簡單，對攪拌時間和攪拌方式未作具體的規定，例如在凝結時間和強度試驗中，攪拌時間是一個范圍值，凝結時間的攪拌時間是25s-30s，強度的攪拌時間是40s-50s;速凝劑與水泥漿攪拌不均勻會影響其試驗結果，究竟攪拌多少時間才能夠攪拌均勻？凝結時間的攪拌方式是機械攪拌還是人工攪拌？這些在標準中沒有規定一個具體操作指引，所以不同試驗人員因對標準有不同的理解而有不同的操作方式，這樣會造成同一個樣品試驗結果的重復性差不符合要求，試驗無效無法對試驗樣品進行評定。

2、試驗探究與結果分析

為了解決檢測工作中存在的問題，本人通過以下試驗進行分析。

2.1不同攪拌時間及攪拌方式對凝結時間的影響（圖1）

通過上表數據可見，同一樣品不同攪拌時間和操作方式會有不同的結果;剛開始以為是試體內部某部位存在空隙或是水泥漿與速凝劑攪拌不均勻所致，于是按快速攪拌方式攪拌30s，結果上述問題仍然存在，凝結時間反而延長了，超出了標準的要求。后來查閱了相關資料了解了液體速凝劑的凝結機理是：液體速凝劑的主要成分是鋁酸鈉、碳酸鈉和適量的增強劑，速凝劑摻入水泥漿后，速凝劑各組分之間以及這些組分與水泥中石膏之間發生化學反應，迅速生成微細針狀的鈣釩石及中間產物次生石膏。這些新增晶體的增長、發展，在水泥顆粒之間交叉生成網絡狀結構，從而呈現出速凝和早強效果。如果這些網絡狀結構一旦被破壞，即會降低速凝效果，使凝結時間延長。所以快速攪拌和過長的攪拌時間足以將這些生成的網狀結構破壞，從而造成兩次重復性試驗不符合要求，甚至不合格。為了再次驗證上述理論，將攪拌時間定得再短一些，以20s分別對樣品A和B進行試驗，結果驚人地符合標準一等品的要求;由此可見，影響凝結時間的長短，出現重復性試驗差不符合要求而試驗無效的問題不是速凝劑與水泥漿攪拌不均勻所致，而是攪拌時間起了關鍵性作用。

2.2不同攪拌時間對1d抗壓強度的影響（圖2）

同樣，根據速凝劑的凝結機理，在成型強度試塊時攪拌時間也十分關鍵。凝結時間非常短（能達到一等品要求，如樣品B）的樣品，說明速凝劑與水泥漿反應速度非常快，如攪拌時間定在標準要求高限或以上的，1d抗壓強度值只有0.8-1.2 MPa之間，攪拌時間過長足以把這些促成早強的網狀結構物完全破壞掉。同樣，為了驗證攪拌時間對1d抗壓強度的影響，對樣品B、C分別進行了50s、40s和20s的對比試驗，試驗結果表明，合格品因攪拌時間的延長成為了不合格品，縮短攪拌時間結果達到一等品的要求;由此可見，影響凝結時間和1d抗壓強度值的因素主要是攪拌時間。

2.3不同水泥對速凝劑的影響

我們試驗用的水泥是符合GB 8076標準中附錄A的規定基準水泥，是檢驗混凝土外加劑性能的專用水泥，型號為P.I硅酸鹽水泥，強度等級42.5，基準水泥必須由經中國建材聯合會混凝土外加劑分會與有關單位共同確認具備生產條件的工廠供給。而施工現場所用水泥不一定是基準水泥，由于每種速凝劑的成分比例不盡相同，而不同水泥由于其礦物組成和混合材種類和摻量不同，與之混合也會有不同的結果，因而速凝劑與水泥存在適應性的問。下面以不同品種水泥進行對比試驗。（圖3）

結果表明，我們在試驗使用的基準水泥，有時會出現與速凝劑不適應導致不合格的情況，而用委托方提供施工現場的水泥反而會合格;基于速凝劑與不同水泥有適應性的問題，我們在檢測工作中，首選采用標準要求的基準水泥進行檢測，同時建議送檢委托方提供一份施工現場所用水泥，這樣檢驗的結果能更好反映速凝劑在施工現場施工的真實情況。

3、結論與探討

基于不同速凝劑有其不同的產品特性，凝結時間的快慢、強度值的高低，試驗過程中攪拌時間、攪拌方式、與所使用水泥的適應性、摻量等都起了決定性作用;這也許是標準沒有對其指定一個具體操作指引的原因吧。本人在日常工作中通過大量的實踐試驗得出一些規律：根據樣品在試驗過程呈現的狀態特性來決定攪拌時間;（1）速凝劑加入水泥漿攪拌時立即發生劇烈反應，水泥漿體凝結速度非常快，對于這種速凝劑的攪拌時間不宜過長，宜取標準低限，避免過長的攪拌時間將其早期強度的網狀結構破壞而致使1天強度值降低。（2）凝結速度稍慢（初凝時間在3-5min之間），這種速凝劑加入水泥漿隨著與水泥漿混合均勻逐漸開始反應，這種攪拌時間可取中值偏高限。由于不同生產單位生產的速凝劑的性能差異很大，對于一個速凝劑如何確定其攪拌時間而又不偏離標準的操作，并更能貼近工程實際需要，因此在試驗檢測中絕不能墨守成規，在標準的規定值范圍內需做到靈活運用。

參考文獻：

[1]JC/T477-2005[S]

[2]林小濤.液體速凝劑凝結時間試驗及探討[J].鐵道標準設計，2005（3）

[3]田培.《混凝土外加劑手冊》[M].化學工業出版社，2015

作者簡介：

李彩絲，廣州市建筑材料工業研究所有限公司，廣東廣州。