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        液體速凝劑在試驗(yàn)檢測中的案例分析

        2019-09-27 07:36:46李彩絲
        關(guān)鍵詞:速凝劑水泥漿液體

        【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(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等得到廣泛的應(yīng)用,本文分析了液體速凝劑在試驗(yàn)檢測中存在的問題,論述了根據(jù)其不同特點(diǎn)在檢測中的運(yùn)用。

        【關(guān)鍵詞】凝結(jié)時間;1d抗壓強(qiáng)度;攪拌時間;適應(yīng)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(chǔ)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(qiáng)度損失的缺點(diǎn)應(yīng)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(yīng)用。下面以液體速凝劑為例,結(jié)合本人在試驗(yàn)檢測工作中的經(jīng)驗(yàn),對存在問題進(jìn)行分析并提出一些建議。

        1、試驗(yàn)方法及存在問題

        試驗(yàn)方法是JC 477-2005《噴射混凝土用速凝劑》,由于該試驗(yàn)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(guī)定,例如在凝結(jié)時間和強(qiáng)度試驗(yàn)中,攪拌時間是一個范圍值,凝結(jié)時間的攪拌時間是25s-30s,強(qiáng)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(yàn)結(jié)果,究竟攪拌多少時間才能夠攪拌均勻?凝結(jié)時間的攪拌方式是機(jī)械攪拌還是人工攪拌?這些在標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定一個具體操作指引,所以不同試驗(yàn)人員因?qū)?biāo)準(zhǔn)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(yàn)結(jié)果的重復(fù)性差不符合要求,試驗(yàn)無效無法對試驗(yàn)樣品進(jìn)行評定。

        2、試驗(yàn)探究與結(jié)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(yàn)進(jìn)行分析。

        2.1不同攪拌時間及攪拌方式對凝結(jié)時間的影響(圖1)

        通過上表數(shù)據(jù)可見,同一樣品不同攪拌時間和操作方式會有不同的結(jié)果;剛開始以為是試體內(nèi)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(jié)果上述問題仍然存在,凝結(jié)時間反而延長了,超出了標(biāo)準(zhǔn)的要求。后來查閱了相關(guān)資料了解了液體速凝劑的凝結(jié)機(jī)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(qiáng)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(fā)生化學(xué)反應(yīng),迅速生成微細(xì)針狀的鈣釩石及中間產(chǎn)物次生石膏。這些新增晶體的增長、發(fā)展,在水泥顆粒之間交叉生成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),從而呈現(xiàn)出速凝和早強(qiáng)效果。如果這些網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)一旦被破壞,即會降低速凝效果,使凝結(jié)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞,從而造成兩次重復(fù)性試驗(yàn)不符合要求,甚至不合格。為了再次驗(yàn)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(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果驚人地符合標(biāo)準(zhǔn)一等品的要求;由此可見,影響凝結(jié)時間的長短,出現(xiàn)重復(fù)性試驗(yàn)差不符合要求而試驗(yàn)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(guān)鍵性作用。

        2.2不同攪拌時間對1d抗壓強(qiáng)度的影響(圖2)

        同樣,根據(jù)速凝劑的凝結(jié)機(jī)理,在成型強(qiáng)度試塊時攪拌時間也十分關(guān)鍵。凝結(jié)時間非常短(能達(dá)到一等品要求,如樣品B)的樣品,說明速凝劑與水泥漿反應(yīng)速度非??欤鐢嚢钑r間定在標(biāo)準(zhǔn)要求高限或以上的,1d抗壓強(qiáng)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(qiáng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物完全破壞掉。同樣,為了驗(yàn)證攪拌時間對1d抗壓強(qiáng)度的影響,對樣品B、C分別進(jìn)行了50s、40s和20s的對比試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)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(jié)果達(dá)到一等品的要求;由此可見,影響凝結(jié)時間和1d抗壓強(qiáng)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(yàn)用的水泥是符合GB 8076標(biāo)準(zhǔn)中附錄A的規(guī)定基準(zhǔn)水泥,是檢驗(yàn)混凝土外加劑性能的專用水泥,型號為P.I硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級42.5,基準(zhǔn)水泥必須由經(jīng)中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會與有關(guān)單位共同確認(rèn)具備生產(chǎn)條件的工廠供給。而施工現(xiàn)場所用水泥不一定是基準(zhǔn)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(jié)果,因而速凝劑與水泥存在適應(yīng)性的問。下面以不同品種水泥進(jìn)行對比試驗(yàn)。(圖3)

        結(jié)果表明,我們在試驗(yàn)使用的基準(zhǔn)水泥,有時會出現(xiàn)與速凝劑不適應(yīng)導(dǎo)致不合格的情況,而用委托方提供施工現(xiàn)場的水泥反而會合格;基于速凝劑與不同水泥有適應(yīng)性的問題,我們在檢測工作中,首選采用標(biāo)準(zhǔn)要求的基準(zhǔn)水泥進(jìn)行檢測,同時建議送檢委托方提供一份施工現(xiàn)場所用水泥,這樣檢驗(yàn)的結(jié)果能更好反映速凝劑在施工現(xiàn)場施工的真實(shí)情況。

        3、結(jié)論與探討

        基于不同速凝劑有其不同的產(chǎn)品特性,凝結(jié)時間的快慢、強(qiáng)度值的高低,試驗(yàn)過程中攪拌時間、攪拌方式、與所使用水泥的適應(yīng)性、摻量等都起了決定性作用;這也許是標(biāo)準(zhǔn)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(shí)踐試驗(yàn)得出一些規(guī)律:根據(jù)樣品在試驗(yàn)過程呈現(xiàn)的狀態(tài)特性來決定攪拌時間;(1)速凝劑加入水泥漿攪拌時立即發(fā)生劇烈反應(yīng),水泥漿體凝結(jié)速度非???,對于這種速凝劑的攪拌時間不宜過長,宜取標(biāo)準(zhǔn)低限,避免過長的攪拌時間將其早期強(qiáng)度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞而致使1天強(qiáng)度值降低。(2)凝結(jié)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(yīng),這種攪拌時間可取中值偏高限。由于不同生產(chǎn)單位生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)的操作,并更能貼近工程實(shí)際需要,因此在試驗(yàn)檢測中絕不能墨守成規(guī),在標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值范圍內(nèi)需做到靈活運(yùn)用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]JC/T477-2005[S]

        [2]林小濤.液體速凝劑凝結(jié)時間試驗(yàn)及探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2005(3)

        [3]田培.《混凝土外加劑手冊》[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2015

        作者簡介:

        李彩絲,廣州市建筑材料工業(yè)研究所有限公司,廣東廣州。

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