宋笑

（長(zhǎng)沙中煌混凝土有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410118）

1 概述

超緩凝混凝土，在正常情況下，通過(guò)添加緩凝劑使混凝土凝結(jié)時(shí)間超過(guò)24h 的混凝土。超緩凝混凝土出現(xiàn)的兩種情況：一是正常超緩凝混凝土，即在可控情況下人為延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間：如咬合樁的施工，咬合樁是一種新的取代部分地下連續(xù)墻的施工工藝，凝結(jié)時(shí)間通常在60～80h，且72h 內(nèi)強(qiáng)度不大于3MPa；同時(shí)在大體積混凝土施工中，為降低水化熱和延緩放熱峰值，緩凝時(shí)間也常延長(zhǎng)到40～50h；二是異常超緩凝混凝土，在商品混凝土生產(chǎn)中，由于材料性能的變化或環(huán)境溫度急變以及操作失誤，有時(shí)出現(xiàn)1d、2d 甚至3d 不凝結(jié)的現(xiàn)象，為探究這種超緩凝現(xiàn)象對(duì)混凝土性能的影響，通過(guò)人為的加大緩凝劑摻量，延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，來(lái)探究混凝土的性能變化及危害程度。

2 混凝土的凝結(jié)時(shí)間定義及表觀控制指標(biāo)

2.1 混凝土的凝結(jié)時(shí)間

水泥混凝土加水后，由于水泥的水化，隨著時(shí)間的推移，漿體逐漸失去流動(dòng)性、可塑性，這一過(guò)程稱為混凝土的凝結(jié)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002 按照美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(ASTMC403)提出的貫入阻力試驗(yàn)來(lái)確定混凝土的凝結(jié)時(shí)間。若貫入阻力達(dá)3.5MPa 和28MPa 分別表示混凝土的初凝和終凝?；炷恋某跄龝r(shí)間不能過(guò)快，以便施工時(shí)有足夠的時(shí)間來(lái)完成混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆搗和抹面等操作，混凝土的終凝也不能過(guò)遲，以便混凝土能夠盡快硬化，達(dá)到一定的強(qiáng)度，以利于下道工序的進(jìn)行。

水泥混凝土凝結(jié)時(shí)可能產(chǎn)生的異常凝結(jié)現(xiàn)象主要為：假凝、瞬凝、超時(shí)緩凝等。假凝其特征是水泥和水接觸后幾分鐘內(nèi)就發(fā)生凝固，但沒(méi)有明顯的溫度上升現(xiàn)象，水化反應(yīng)不明顯，重新拌和，仍可以恢復(fù)塑性，澆筑后能以正常形式凝結(jié)；瞬凝其特征是水泥和水接觸后漿體很快失去塑性，拌合物板結(jié)成一團(tuán)，即使重新拌和也難以完全恢復(fù)塑性，此時(shí)，拌合物發(fā)熱，水化反應(yīng)急??；超時(shí)緩凝的特征是拌合物在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于休眠狀態(tài)，水化反應(yīng)進(jìn)展緩慢，很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)拌合物都處于可塑狀態(tài)，混凝土的凝結(jié)時(shí)間嚴(yán)重超過(guò)設(shè)計(jì)或預(yù)計(jì)的凝結(jié)時(shí)間。在水泥混凝土施工過(guò)程中，如果產(chǎn)生異常凝結(jié)，將對(duì)工程質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。

2.2 混凝土凝結(jié)時(shí)間的表觀控制指標(biāo)

施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間表觀控制指標(biāo)。初凝時(shí)間：混凝土收水，失去流動(dòng)性，用手按有手印但不沾手；終凝時(shí)間：混凝土變色，用手按無(wú)手印，有力學(xué)強(qiáng)度。一般情況下，低溫天氣凝結(jié)時(shí)間約為10～14h，高溫天氣凝結(jié)時(shí)間約為6～10h。

3 不同緩凝時(shí)間試驗(yàn)

3.1 正常超緩凝混凝土試驗(yàn)

長(zhǎng)沙某地鐵項(xiàng)目地下連續(xù)墻施工中采用咬合樁混凝土新工藝取代部分連續(xù)墻體，鉆孔咬合樁施工工藝是用套管鉆孔施工咬合樁，要求后施工的樁在成孔時(shí)要切割兩側(cè)相鄰的先施工樁的部分樁身混凝土，以達(dá)到相鄰樁相互咬合的目的。關(guān)鍵技術(shù)是先施工樁的樁身混凝土凝結(jié)時(shí)間要長(zhǎng)，3d 強(qiáng)度要低，以保證能被后施工樁的鉆孔套管下沉?xí)r切割。對(duì)咬合樁混凝土的緩凝技術(shù)要求：混凝土終凝時(shí)間為60～80h，且72h 內(nèi)混凝土強(qiáng)度≤3MPa；混凝土7d 強(qiáng)度不得低于70%；混凝土28d強(qiáng)度合格。

配合比設(shè)計(jì)與試配見(jiàn)表1。

外加劑為聚羧酸類泵送劑，摻量2.0%，但其中的緩凝成分型號(hào)和摻量不同，見(jiàn)表2。

施工季節(jié)11月份，氣溫20～25℃左右，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

試驗(yàn)結(jié)論：A3、A4 滿足設(shè)計(jì)要求，可用于實(shí)際生產(chǎn)。

3.2 異常超緩凝混凝土試驗(yàn)

表1 正常超緩凝混凝土試配 kg/m3

表2 泵送劑中的緩凝成分及摻量

隨著商品混凝土在建筑工程上的廣泛應(yīng)用，商品混凝土的緩凝問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。商品混凝土與現(xiàn)澆混凝土相比，出現(xiàn)緩凝事故的次數(shù)相對(duì)較多，這主要是商品混凝土的特性所決定的。商品混凝土是一個(gè)過(guò)程產(chǎn)品，其生產(chǎn)過(guò)程涉及配制、裝車、（出廠）檢驗(yàn)、運(yùn)輸、輸送（泵送）、澆筑、振搗、抹面、養(yǎng)護(hù)等工序。完成所有工序需要幾個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間，特別是運(yùn)輸環(huán)節(jié)，受到的影響因素太多，所占用的時(shí)間不可完全估算準(zhǔn)確，因此商品混凝土中必須加入帶緩凝成分的泵送劑，使混凝土的初凝時(shí)間延緩至6～10h，以便有足夠時(shí)間完成澆筑混凝土的各道工序。如果高溫季節(jié)施工，為抑制坍落度損失，根據(jù)不同品種水泥與外加劑的適應(yīng)性，泵送劑中所加入的緩凝劑成分和摻量是相當(dāng)復(fù)雜和相當(dāng)多的，這個(gè)緩凝組分如控制不嚴(yán)，應(yīng)用不當(dāng)，或水泥品種改變或外界條件改變，往往容易出現(xiàn)緩凝事故。

表3 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)對(duì)當(dāng)?shù)赝饧觿S家調(diào)查了解，目前使用的緩凝成分主要是葡鈉、白糖、鋅鹽、磷酸鹽、敵銹鈉等單摻或其中幾種的組合 ，針對(duì)當(dāng)?shù)氐闹饕嗥贩N，在正常生產(chǎn)配合比中，通過(guò)摻加不同組分不同摻量的緩凝劑，人為的將凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)至24h、48h、72h、甚至更長(zhǎng)時(shí)間段，來(lái)確定異常超緩凝混凝土的性能變化及其危害程度。

異常超緩凝試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

3.3 結(jié)論

在超量摻入葡鈉或糖鈣緩凝劑后，當(dāng)緩凝時(shí)間在48h 以內(nèi)時(shí)，對(duì)混凝土強(qiáng)度影響不大，當(dāng)緩凝時(shí)間超過(guò)3 天后，對(duì)混凝土強(qiáng)度影響大。

4 混凝土異常超緩凝事故原因分析及預(yù)防措施

2009年某人防工程，C30P10 地下連續(xù)墻施工，采用商品混凝土，其外加劑為萘系泵送劑，其中的緩凝成分為葡鈉+白糖（在泵送劑中的摻量為30+10kg/t），泵送劑摻量為1.8%，泵送劑中的緩凝成分摻量相當(dāng)于葡鈉0.05%+ 白糖0.016%）。由于該混凝土公司當(dāng)時(shí)正好有其他工地使用超緩凝混凝土，在場(chǎng)內(nèi)儲(chǔ)存有一罐超緩凝劑（主要成分為萘系減水劑加葡鈉+DN+聚膦酸鹽=50+20+15kg/t），平時(shí)要求每臺(tái)攪拌車上都備有一小壺（約5kg）用于現(xiàn)場(chǎng)二次流化的泵送劑，司機(jī)在灌裝車載二次流化劑時(shí)，誤將超緩凝劑當(dāng)作二次流化劑裝在了車上，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，在該車混凝土還剩下約5m3時(shí)設(shè)備出現(xiàn)故障，等了3h 才恢復(fù)正常，此時(shí)混凝土出廠時(shí)間達(dá)到4h 左右，坍落度損失大，現(xiàn)場(chǎng)操作人員將車載二次流化劑全部加入5m3混凝土中（相當(dāng)于加入了緩凝成分總量約0.21%，此時(shí)混凝土中緩凝成分總量達(dá)到了正常情況下的5～6 倍），攪勻后打到了澆筑部位，形成面積約6～8m2的墻體，第三天拆模時(shí)發(fā)現(xiàn)該處混凝土不凝結(jié)，當(dāng)時(shí)召集各方開(kāi)了分析會(huì)，找出了事故原因，由于該部位不影響后續(xù)工序，也不承受額外的施工荷載，決定以后再進(jìn)行加固處理。后續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)，20 天時(shí)模板密封較好的部位，混凝土還能按出手印，模板敞開(kāi)的部位，表面已凝結(jié)。35天的芯樣發(fā)現(xiàn)其中間部位還有夾心（濕的粒團(tuán)，未完全水化的水泥顆粒），芯樣強(qiáng)度平均為70%左右，60 天芯樣發(fā)現(xiàn)，其中的夾心已完全消失，平均強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，甚至個(gè)別芯樣強(qiáng)度還偏高。后期的觀察發(fā)現(xiàn)，混凝土表觀質(zhì)量很差，不規(guī)則裂紋很多，這主要是由于水泥水化不均勻引起的，最后對(duì)該部位進(jìn)行了加固及裂紋修補(bǔ)防水處理。

表4 不同型號(hào)緩凝劑及摻量對(duì)混凝土各項(xiàng)性能的影響

預(yù)防措施：攪拌站的車載二次流化劑應(yīng)有專人監(jiān)管，并制定專門(mén)的使用技術(shù)指南，內(nèi)容包括：二次流化劑的緩凝成分含量控制、標(biāo)識(shí)、根據(jù)氣溫及混凝土停留時(shí)間限制最高摻量、二次流化劑加入后的攪拌均勻度要求等。馮浩，朱清江. 混凝土外加劑工程應(yīng)用手冊(cè)（第二版

[1] [M].北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005）