溫度對水泥漿擴展度和凝膠時間的影響

陳大江

引言

溶洞是目前基礎建設較為常見的一種不利的地質條件。注漿是解決溶洞較為有效的方法，為了減少漿液的使用量和防止注漿液流到農田等地，我們希望注漿液的凝膠時間和擴展度都是可控的，然而基礎建設一般工期較長，一年四季溫度有著較大的落差，同一個配方在不同的溫度下，凝膠時間和擴展度會有不同的結果，根據以前的研究來看，水泥漿的水化速度會隨著溫度的升高而加快，而且在10℃到60℃的范圍內時上升的速度成幾何級數變化，但是，當添加有各種外加劑時，溫度對于水泥漿的影響研究較少。本文希望通過研究同一個配方在不同溫度下凝膠時間和擴展度的變化。

1實驗材料和試驗方法

1.1實驗材料

水泥：普通硅酸鹽水泥P·O42.5，重慶弘揚建材集團弘龍水泥有限公司;

速凝劑：無水碳酸鈉，分析純，含量大于99.8%，廣州化學試劑廠;

減水劑：采聚羧酸減水劑，中交四航局，固體含量10%;

水：當地自來水。

1.2實驗方法

本試驗采用1：1的水灰比，在水泥漿中加入速凝劑、保水劑、減水劑和緩凝劑。將所有試驗材料放置在相應的試驗溫度下保存，試驗時將室內的溫度調到相應的溫度下。將所有的材料分別稱量好，將速凝劑溶于稱量出來的部分水中，保水劑硅灰和微珠采用外摻法，在不改變水泥用量的條件下，摻入硅灰，先將硅灰與水泥混合，然后加入所有材料后，立即開啟水泥凈漿攪拌機，以62rpm的轉速慢速攪拌3min，然后將水泥漿取出，依次進行擴展度和凝膠時間的測定。

在對漿液擴展度的測試試驗中，本實驗依據國標《混凝土外加劑勻質性試驗方法》作為指導：在攪拌完成在2min之后在對漿液進行一定的攪動拌勻之后將漿液倒入事先剛用濕抹布擦過的放在玻璃板上的標準尺寸截錐圓模中（倒入的過程中，確保漿液不能低于或高于截錐圓模半徑較小圓形頂端平面或者經抹平后不高于頂端平面，同時也盡量不要將漿液灑落咋圓模周圍的玻璃板平面上），然后立刻垂直方向提起圓模，測定量取從開始攪拌算起到5min后的漿液在玻璃板上流動的互相垂直方向上最大直徑，然后以其平均值作為漿液的初始流動度（單位為mm）;測試完畢，立刻用抹刀將玻璃板上漿液刮到攪拌鍋中，放在試驗臺上，并用濕抹布將其上口完全遮蓋，若有需要，則按照一樣的方法，依次測定在從水泥漿開始攪拌起算到10min的流動性【1】。

在對漿液凝膠時間的測試試驗中，本實驗將采用倒杯法對漿液的凝膠時間進行測定，在材料在攪拌機內攪動3min后，迅速將約100毫升的漿液倒入一次性杯A中，然后手持一次性杯A、B，將漿液在兩杯內按照一定的頻率反復倒來倒去，直到杯內的漿液不再 流動為止，此時到漿液開始攪拌的時間則為漿液的凝膠時間【2】。

2試驗結果和分析

選用1：1和1：0.8兩個水灰比，每個水灰比選擇三個配方，分別試驗在10℃、20℃和30℃下水泥漿的擴展度和凝膠時間。試驗數據和結果如表1所示：

將水泥漿的凝膠時間隨著溫度的變化繪制成圖如圖1所示：

由以上的圖表，可以看出，在同一個配比的條件下，隨著溫度的升高，水泥漿的凝膠時間會逐漸縮短，這是因為，溫度升高時，水泥漿的水化速率會加快，因此，水泥漿的凝膠時間也會隨之縮短【3】。

但是水泥漿的擴展度隨著溫度的變化并不是特別明顯，主要趨勢是在20℃時水泥漿的擴展度達到最大，在三個不同的溫度條件下，30℃條件下的水泥漿擴展度最小，可能在前期溫度較低時，水泥漿的擴展度隨溫度的變化并不明顯，可以進行加密實驗，或測試水泥漿在5℃和40℃的性能進行驗證。

3結論

在同一配比下，水泥漿的凝膠時間隨著溫度的升高而縮短，但是5min和10min的擴展度隨時間的變化并不明顯。

參考文獻

[1]? GB∕T8077-2012，混凝土外加劑勻質性試驗方法[S]. 國家建筑材料工業局國家標準局，2012.

[2]? JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S]. 中華人民共和國交通部，2011.

[3]? 李文達. 調凝劑對普通硅酸鹽水泥水化及交流阻抗行為的影響[D]. 哈爾濱工業大學，2017.