吳慶嘉（工程師，江蘇高郵市強(qiáng)力混凝土有限公司）

凝結(jié)的程度可用于確定混凝土是否易于澆筑及何時(shí)可以承受載荷等?；炷恋哪Y(jié)受水泥、外加劑等多方面因素的影響，即使水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)相同，采用不同廠家的水泥生產(chǎn)的混凝土，其凝結(jié)時(shí)間也有顯著的不同。新拌混凝土的異常凝結(jié)中，速凝與假凝由水泥性能引起的居多，雖然也有摻用外加劑、早強(qiáng)劑、防凍劑等產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。緩凝的出現(xiàn)與外加劑、水泥、摻合料及骨料等有關(guān)，主要為外加劑摻量過量與疊加因素影響引起等。

新拌混凝土的凝結(jié)

GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》以貫入阻力3.5MPa 和28MPa 為混凝土的初凝與終凝時(shí)間。這時(shí)對(duì)應(yīng)的混凝土的抗壓強(qiáng)度約為0.7MPa?；炷恋纳皾{穿透阻力在3.5MPa 時(shí)，這一條件被定義為振動(dòng)極限，即新拌混凝土已有一定的凝結(jié)，并可阻止振動(dòng)條件下運(yùn)動(dòng)。從混凝土加水?dāng)嚢柚翆?duì)應(yīng)砂漿的穿透阻力3.5MPa 時(shí)，在混凝土上面進(jìn)行新拌混凝土的澆筑一般認(rèn)為是不能再產(chǎn)生單一混凝土結(jié)構(gòu)，即混凝土之間可能會(huì)產(chǎn)生冷接合面。所以施工中分層澆筑時(shí)應(yīng)防止下層的混凝土到達(dá)初凝時(shí)間。

新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間是各種材料性能及配合比在一定條件下共同決定的，雖然混凝土的凝結(jié)時(shí)間與水泥凝結(jié)時(shí)間很難找到線性關(guān)系，但水泥的凝結(jié)性能與混凝土的凝結(jié)有著很大關(guān)系。在其他條件基本相同的情況下，某一膠材性能、用量變化，包括膠材與外加劑的適應(yīng)性均會(huì)產(chǎn)生影響。由于水泥品種、水泥用量、水泥細(xì)度、礦物摻合料及品種能引起凝結(jié)時(shí)間不同。如水泥細(xì)度由320m2/kg 增至550m2/kg,混凝土的初凝和終凝時(shí)間分別縮短了1h20min 和1h40min;當(dāng)水泥用量由210kg/m3增至328kg/m3,混凝土的初凝和終凝時(shí)間分別縮短1h10min 和1h40min;水灰比的變化，外加劑的用量、環(huán)境溫度變化均會(huì)延長(zhǎng)或縮短混凝土凝結(jié)時(shí)間。

速凝與假凝

新拌混凝土出現(xiàn)速凝與假凝應(yīng)與水泥有關(guān)，水泥的正常凝結(jié)是由C3S 的水化而產(chǎn)生的。不正常的凝結(jié)可追溯到包括鋁酸鹽（C3A 和C4AF)和硫酸鹽（硫酸鈣和硫酸堿）的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)硫酸鹽含量不足會(huì)導(dǎo)致大量AFm 相的形成，故產(chǎn)生速凝；水泥熟料中C3A 的含量或多或少些，實(shí)際上并不很重要，重要的是C3A 的活性和硫酸鹽的溶解度。而過多的硫酸鹽溶入液相中，則會(huì)結(jié)晶為二次石膏，導(dǎo)致假凝產(chǎn)生。

水泥生產(chǎn)中有個(gè)石膏摻量與品種問題，在石膏量不足狀態(tài)下，幾分鐘內(nèi)石膏的飽和度下降，Ca(OH)2變?yōu)檫^飽和。由于AFt 相的形成，硫酸根離子和鈣離子的濃度會(huì)迅速下降，堿金屬離子需要更多的氫氧根離子來平衡，液相pH 值迅速增加，并且產(chǎn)生氫氧化鈣的沉淀?；炷恋乃倌纱水a(chǎn)生，可能就與水泥性能有關(guān)。速凝的漿體是不能通過攪拌有效地分散，繼續(xù)將其振搗或強(qiáng)制分散，對(duì)混凝土有很大的危害。

由于水泥粉磨時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，使石膏部分脫水產(chǎn)生半水石膏。半水石膏具有較高的溶解度，并且會(huì)使溶液中硫酸鈣有過飽和濃度。這種水泥攪拌數(shù)分鐘后產(chǎn)生“硬化”，呈現(xiàn)一瞬間凝結(jié)狀態(tài)，但之后又會(huì)表現(xiàn)為正常凝結(jié)，被視為假凝。使用這類假凝現(xiàn)象的水泥會(huì)造成混凝土流動(dòng)性損失，從而增大單位用水量，降低混凝土強(qiáng)度易于出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。

緩凝

混凝土生產(chǎn)中會(huì)遇到工地澆筑的混凝土24 小時(shí)還未全部凝結(jié)，隨著時(shí)間的推移混凝土表現(xiàn)為全部凝結(jié)。

這些狀況的產(chǎn)生部分是外加劑摻量引起的，過量的含有緩凝組分的外加劑控制著C3A 與C3S 的水化，嚴(yán)重時(shí)可使混凝土數(shù)日后才凝結(jié)。對(duì)水泥而言主要是生產(chǎn)中較多二水石膏的加入遇到活性并不高的C3A 和C3S 及相當(dāng)量混合材摻入，有助于緩凝外加劑的作用效果。

混凝土緩凝的出現(xiàn)，也有水泥、外加劑、摻合料、粗細(xì)骨料質(zhì)量、水灰比、環(huán)境條件等多方面因素疊加影響 。當(dāng)多方因素同時(shí)存在，混凝土有可能出現(xiàn)緩凝。有些混凝土表面已開始凝結(jié)，而表層下還具塑性狀態(tài)，表面水分已被吹干或蒸發(fā)，而內(nèi)層水并未遷移到表層，人踏上去即陷下去。分析原因就是水泥性能、外加劑摻量與緩凝作用、水灰比大、摻合料多、砂中含泥與碎石含泥或含石粉超標(biāo)的綜合因素影響。還應(yīng)注意混凝土使用的砂與碎石含泥嚴(yán)重超量時(shí)，混凝土用水量大，雖然顯示混合料粘聚性好，不泌水，但混凝土不易凝結(jié)，細(xì)顆粒泥粉能有效阻止水泥水化反應(yīng)，尤其在氣溫較低的情況下，混凝土的凝結(jié)與強(qiáng)度將受到嚴(yán)重影響。

秦鴻根（教授，東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）

混凝土假凝

混凝土假凝是指混凝土拌合物出攪拌機(jī)后5 ～10min 便失去流動(dòng)性、表現(xiàn)出凝結(jié)的特點(diǎn)，且沒有明顯的溫度上升現(xiàn)象。此時(shí)再經(jīng)過劇烈攪拌，仍可恢復(fù)塑性，用于澆筑。

混凝土出現(xiàn)假凝現(xiàn)象的原因主要有：（1）水泥熟料與二水石膏在磨制過程中，因溫度控制原因致使二水石膏脫水生成半水石膏或無水石膏；（2）水泥中含有無水石膏等作為調(diào)凝組分，與外加劑匹配時(shí)有可能導(dǎo)致相容性較差；（3）水泥中的堿式碳酸鹽能與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2反應(yīng)，沉淀出CaCO3，使混凝土表現(xiàn)出假凝現(xiàn)象?；炷良倌粽_處理一般不會(huì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，但卻給施工操作帶來困難。若處理不當(dāng)會(huì)造成混凝土出現(xiàn)冷縫，影響工程質(zhì)量。

防治措施：（1）選擇質(zhì)量較好，且性能穩(wěn)定的水泥；（2）混凝土生產(chǎn)時(shí)水泥溫度不宜太高：（3）混凝土生產(chǎn)前檢驗(yàn)外加劑與膠凝材料的適應(yīng)性；（4）根據(jù)水泥、礦物摻合料的性能調(diào)配外加劑；（5）與水泥廠家和外加劑廠家共同商定合作調(diào)整方案。

混凝土速凝

混凝土速凝是指混凝土凝結(jié)迅速，出現(xiàn)“整體抱團(tuán)”的現(xiàn)象，并在大量放熱的情況下很快凝結(jié)。混凝土產(chǎn)生速凝的原因：（1）用硬石膏、磷石膏、氟石膏、天然半水石膏等作水泥調(diào)凝劑；（2）水泥熟料與二水石膏在磨制過程中二水石膏脫水生成半水石膏或無水石膏；（3）水泥中含有慢冷熟料或者過燒熟料；（4）水泥中C3A 含量過高；（5）某些摻合料也會(huì)引起混凝土速凝，如含有氟鋁酸鈣的還原鋼渣；（6）外加劑與水泥不匹配等。混凝土速凝可能會(huì)導(dǎo)致混凝土在泵送過程中堵管、甚至爆管。影響混凝土的連續(xù)澆筑，有時(shí)還會(huì)造成人員傷亡，引起嚴(yán)重的工程事故.

防治措施：（1）選擇C3A 含量、堿含量低，未使用硬石膏等作為調(diào)凝劑的水泥；（2）根據(jù)水泥的特性（SO3含量等）調(diào)整外加劑；（3）早強(qiáng)劑用量應(yīng)在合理的范圍內(nèi)，如三乙醇胺用量不宜超過水泥用量的0.06%；（4）控制混凝土的出機(jī)溫度；（5）慎用糖鈣、多羥基碳水化合物、羥基羧酸類有機(jī)物等外加劑。

混凝土緩凝

混凝土緩凝是指延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間。由于水泥混凝土的水化是放熱反應(yīng)，水化過程中會(huì)產(chǎn)生一定的水化熱，合理地利用水化熱可提高混凝土的早期強(qiáng)度，但過大的水化熱會(huì)造成混凝土內(nèi)外溫差過大從而引發(fā)溫度裂縫，降低混凝土的力學(xué)性能和耐久性。因此有必要摻入緩凝劑來調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時(shí)間和水泥的水化放熱速率。如在水泥生產(chǎn)時(shí)摻入二水石膏來防止水泥的快凝，在大體積混凝土中采用摻入混凝土緩凝劑來延緩放熱速率，摻入粉煤灰等礦物摻合料取代部分水泥以減小混凝土水化放熱，采用預(yù)埋鋼管通冷卻水來減小混凝土內(nèi)部溫度等技術(shù)措施來防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。

實(shí)際工程中希望混凝土具有正常的凝結(jié)時(shí)間，但有時(shí)在原材料的選用、混凝土生產(chǎn)過程中的管理不善、控制不當(dāng)會(huì)造成混凝土過度緩凝或不凝的情況，如緩凝劑超摻、用水量過大、粉煤灰摻量過大、砂石有機(jī)質(zhì)含量和泥含量過大等都會(huì)使得混凝土產(chǎn)生不同程度過度的緩凝，造成工程事故，這些都是在施工中必須避免的，工程中要高度重視、加強(qiáng)施工管理和質(zhì)量控制。