宣亞敏 (安徽省建筑科學研究設計院,安徽 合肥 230032)
速凝劑由于具有速凝和早強的優異特點,成為了噴射混凝土中的重要組成材料。如今社會的發展,地下工程數量不斷增加,規模不斷增大,速凝劑作為混凝土中的重要組成材料,在一些特定的工程項目中占據著不可或缺的重要地位,可廣泛應用于交通、城建、采礦、防漏堵漏及部分緊急搶修工程中。
如今隨著噴射混凝土在工程技術中的廣泛應用,噴射混凝土慢慢成為混凝土在施工過程中的主要技術方式,同時速凝劑的應用也越來越受到重視,性能要求也越來越嚴格,同時極大促進了新型速凝劑的開發與應用,其中低堿或無堿速凝劑因其良好的適應性和穩定性,成為速凝劑主要的發展和應用方向之一。
將速凝劑根據其物理形狀的不同可以分為:液體速凝劑和固體粉狀速凝劑,根據其性質的不同又可分為:堿性速凝劑和無堿速凝劑。
速凝劑作為建筑材料中的重要組成部分,其品質、性能的好壞直接關系到建筑工程的安全性問題,2018年11月1日,《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T 35159-2017)國家標準正式實施,國家標準的實施促進速凝劑的檢測更加規范化,更好的體現了標準為行業服務的宗旨。
相較于《噴射混凝土用速凝劑》(JC 477-2005),國標的使用范圍更廣,不僅可適用于噴射法施工混凝土用速凝劑,也可用于水泥砂漿用速凝劑的檢測標準。在速凝劑分類不清晰的情況下,國標明確定義了有堿和無堿速凝劑的概念,明確規定無堿速凝劑的氧化鈉含量不大于1.0%,有堿速凝劑的氧化鈉含量大于1.0%并且小于生產控制值。
國家標準除了根據產品形態可將速凝劑分為液體速凝劑和固體速凝劑外,還將液體速凝劑中固體物質在其中的分散狀態,將液體速凝劑分為溶液型液體速凝劑和懸浮型液體速凝劑。并且根據堿含量的多少又將速凝劑分為無堿速凝劑和有堿速凝劑。
國家標準對不同類型的速凝劑進行了代號規定,新增了標記方法。
速凝劑的勻質性指標中,液體速凝劑的密度和含固量根據生產控制值的不同,指標要求也不同。明確規定PH≧2.0,且應在生產廠控制值的±1內,氯離子含量不得大于0.1%,并要求無堿速凝劑的堿含量≦0.1%。國家標準新增了液體速凝劑的穩定性狀態,要求液體速凝劑上清液或底部沉淀物體積≦5mL。
隨著工程施工中低堿或無堿速凝劑的不斷應用,以及產品研究中低堿或無堿速凝劑的不斷研制,《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T 35159-2017)國家標準在摻速凝劑的凈漿及砂漿性能要求中,取消了速凝劑一等品和合格品的區分,同時對無堿速凝劑和有堿速凝劑的各項性能指標進行了區分,分別對兩種類型速凝劑的各項性能指標進行了合格品要求。速凝劑具有速凝、早強的優點,但后期強度損失比較大,所以國家標準增加了90d抗壓強度保持率的性能要求。
《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T 35159-2017)國家標準中新增加了液體速凝劑含固量的試驗方法,并且分為直接干烘法和稀釋干烘法;國家標準中增加了液體速凝劑穩定性的試驗方法,規范了摻速凝劑凝結時間試驗方法和摻速凝劑砂漿強度測定方法。
2.3.1 凝結時間試驗方法
國家標準凝結時間試驗方法中①規定了速凝劑試驗時的摻量使用范圍:粉狀速凝劑摻量范圍在4%~6%,液體有堿速凝劑在3%~5%,液體無堿速凝劑在6%~9%;②《噴射混凝土用速凝劑》(JC 477-2005)行業標準中,速凝劑凝結時間試驗總的用水量為160mL,而國家標準中總的用水量為140±1g;③《噴射混凝土用速凝劑》(JC 477-2005)中樣品攪拌采用的是人工攪拌的方式,而《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T 35159-2017)國家標準為了盡量減少人為試驗操作中的誤差,采取的是機器攪拌的方式。

圖1 摻粉狀速凝劑凈漿凝結時間試驗操作流程圖

圖2 摻液體速凝劑凈漿凝結時間試驗操作流程圖
摻粉狀速凝劑試驗時,先將水泥、粉狀速凝劑加入攪拌鍋中攪拌10s中,再將水加入鍋中繼續攪拌,攪拌結束后裝模。操作時間從加水時開始算起,并且規定試驗的全部操作時間不得超過50s。初凝時間、終凝時間均從加水時算起。
摻液體速凝劑試驗時,先將水泥、水加入攪拌鍋中攪拌30s,再用注射劑將稱量好的液體速凝劑注入鍋中繼續攪拌,攪拌結束后裝模。操作時間從加入液體速凝劑起,試驗的全部操作時間不應超過50s,初凝時間、終凝時間均從加入液體速凝劑時算起。
2.3.2 摻速凝劑的砂漿強度測定方法
《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T 35159-2017)國家標準在摻速凝劑的砂漿強度測定方法中,同樣新規定了抗壓試驗過程中速凝劑摻量使用范圍,并且規定采用機器攪拌的方式,減少人為試驗操作過程中的誤差。
《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T 35159-2017)國家標準規定50t為一個批號,如果不足50t也按一個批量。取樣可采用點樣或混合樣,每一批號在取樣時不得少于4g,將樣品分為兩份,一份用于檢測,另一份封存,有疑問時可以進行復審或仲裁。
出廠檢驗中增加了含固量和堿含量項目;型式檢驗中規定正常生產情況下,半年至少要進行一次型式檢驗;復檢以封存樣進行,如果要求現場取樣,則應按標準規定取樣進行型式檢驗。
國家標準在產品說明書要求中增加了產品性能特點、主要成分及技術指標,貯存條件及有效期,并且注意事項參考附錄F;
包裝時每一袋含量凈質量誤差不超過±1%;并指出哪些情況下產品不得出廠。并且規定了速凝劑的有限期:粉狀速凝劑有效期為6個月,液體速凝劑有效期為3個月,以及貯存、運輸過程中的注意事項。
隨著速凝劑應用范圍的更加廣泛以及新型速凝劑的不斷研究與涌現,如何規范、正確使用速凝劑一直是眾多研究人員及工程技術人員關心的主題。通過解析《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T 35159-2017)國家標準的制定,有助于深入理解速凝劑檢驗過程的規范性,從而更加科學合理的發揮速凝劑的工程價值,保證工程質量。