3 影響速凝劑作用效果的因素

速凝劑的作用效果受多重因素的影響，這一點(diǎn)必須引起工程界的高度重視。下面簡(jiǎn)要分析。

3.1 水泥品種

水泥品種不同，對(duì)速凝劑的使用效果會(huì)產(chǎn)生很大影響，具體表現(xiàn)在混凝土的凝結(jié)時(shí)間、力學(xué)強(qiáng)度和耐久性等方面。

如“紅星I型”速凝劑，當(dāng)其摻量為水泥質(zhì)量的2.5%-4%時(shí)，對(duì)不同來(lái)源的普通硅酸鹽水泥均有很好的速凝效果，初凝在1min-3min，終凝在2min-10min，但對(duì)礦渣硅酸鹽水泥速凝效果效差。當(dāng)“紅星I型”速凝劑摻量為礦渣硅酸鹽水泥質(zhì)量的4%時(shí)，初凝最長(zhǎng)會(huì)延遲到10min以上。也有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)過(guò)，鋁酸鹽系列(為鋁酸鈉體系，pH值為8-10)的液態(tài)堿性速凝劑應(yīng)用到不同品種水泥中，在相同摻量下，初凝時(shí)間相差2min15s，而終凝時(shí)間可相差6min28s之久。相比于堿性速凝劑，無(wú)堿(低堿)速凝劑的水泥適應(yīng)性問(wèn)題更為突出。有研究表明：水泥的石膏種類和含量、鋁酸三鈣含量和水泥的細(xì)度均是影響無(wú)堿(低堿)速凝劑作用效果的重要因素。

3.2 速凝劑摻量

與其它類型混凝土外加劑一樣，速凝劑也存在著最佳摻入量。具體表現(xiàn)在摻量較低時(shí)，速凝效果不明顯，而摻量過(guò)高時(shí)，不僅造成了浪費(fèi)，同時(shí)也引入了更多的不利因素（如引入過(guò)多的堿，造成混凝土后期強(qiáng)度損失較大等）。通常在普通硅酸鹽水泥中速凝劑的最佳摻量為2.5%-4.0%(如“紅星I型”)，若摻量超過(guò)4%，凝結(jié)時(shí)間反而延長(zhǎng)，混凝土強(qiáng)度的降低也會(huì)更為嚴(yán)重。

3.3 水灰比

對(duì)于噴射混凝土來(lái)說(shuō)，水灰比愈大，速凝效果愈差。較大的水灰比會(huì)增大漿體內(nèi)部水泥顆粒間的距離，不利于水化產(chǎn)物的搭接、連生，速凝劑加速凝結(jié)硬化的效果也不明顯。理論上講，復(fù)合摻加減水劑，可使水泥顆粒的分散更均勻，使水化更易進(jìn)行，從而會(huì)促進(jìn)速凝劑的速凝效果，但是，必須嚴(yán)加注意的是，減水劑的相關(guān)成分往往對(duì)水泥有一定的緩凝作用，往往對(duì)速凝劑的速凝效果卻存在一定的負(fù)面影響。

3.4 水泥風(fēng)化程度

水泥風(fēng)化是由于水泥顆粒吸收空氣中的水分和二氧化碳后在其表面形成水化層和碳化層的結(jié)果。噴射混凝土的施工環(huán)境和條件遠(yuǎn)比一般混凝土差，往往水泥儲(chǔ)存期較長(zhǎng)，其儲(chǔ)存水泥的風(fēng)化程度對(duì)速凝劑的使用效果及噴射混凝土各齡期強(qiáng)度的影響都比較大。因此，水泥的風(fēng)化程度的影響必須加以考慮。

4 速凝劑的工程應(yīng)用要點(diǎn)

使用速凝劑的目的在于使混凝土能在數(shù)分鐘甚至瞬間凝結(jié)、硬化并建立強(qiáng)度，滿足噴射、快速施工或止水堵漏等的特殊要求。而速凝劑的作用效果對(duì)水泥本身、速凝劑的摻量、環(huán)境因素等的依賴性都較強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中很容易出現(xiàn)即使使用了質(zhì)量合格的速凝劑也達(dá)不到預(yù)期效果的現(xiàn)象，還可能出現(xiàn)因混凝土凝結(jié)時(shí)間極快而又來(lái)不及完成堵漏、搶修施工的現(xiàn)象。因此，在使用速凝劑的過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

4.1 充分認(rèn)識(shí)速凝劑與水泥的適應(yīng)性，正確選擇速凝劑的品種和摻量

如前所述，速凝劑存在著與水泥適應(yīng)性的問(wèn)題，實(shí)際應(yīng)用中，這種適應(yīng)性問(wèn)題也隨著影響因素的增多而更加復(fù)雜。具體表現(xiàn)為同一種速凝劑，其摻量、摻入時(shí)間、水泥品種、水泥中石膏品種和摻量、礦物摻合料的品種和摻量、水泥細(xì)度、水泥新鮮度、減水劑、混凝土水灰比，甚至有時(shí)集料中所含的鹽類物質(zhì)等，都會(huì)對(duì)摻入了速凝劑的混凝土的凝結(jié)時(shí)間產(chǎn)生很大影響。

研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)于粉狀速凝劑，速凝劑先與水泥干拌均勻，再加水?dāng)嚢瑁Ч燃铀當(dāng)嚢杷酀{體后再摻入速凝劑的效果要好；采用新鮮水泥時(shí)，速凝劑的作用效果更好；速凝劑對(duì)于比表面積大的水泥的速凝效果，要比比表面積小的水泥好。

因此，對(duì)于大型噴射混凝土工程來(lái)說(shuō)，為了保證施工質(zhì)量、提高效率、減少噴射失敗引起的損失，必須在施工前進(jìn)行大量的試驗(yàn)室試驗(yàn)與試噴驗(yàn)證，正確選擇速凝劑的品種、水泥品種并確定速凝劑的最佳摻量范圍。

4.2 充分認(rèn)識(shí)速凝劑對(duì)混凝土強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性與耐久性的影響

速凝劑可使水泥漿體的凝結(jié)時(shí)間大幅縮短，早期強(qiáng)度大大提高，但迅速結(jié)晶生長(zhǎng)的水化鋁酸鈣或鈣釩石搭接并穿插其中，雖然也有大量的硅酸鹽水化產(chǎn)物填充密實(shí)大晶體搭接成的骨架，但這種硬化結(jié)構(gòu)體的密實(shí)性畢竟不如正常凝結(jié)的漿體；其次，由于過(guò)早形成的鋁酸鹽水化產(chǎn)物包覆在硅酸鹽水化產(chǎn)物表面，對(duì)其進(jìn)一步水化產(chǎn)生了抑制作用；另一方面，鋁酸鹽水化產(chǎn)物的穩(wěn)定性對(duì)漿體液相環(huán)境的依賴性強(qiáng)，易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，水化產(chǎn)物發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變后會(huì)導(dǎo)致缺陷增多，孔隙增大。因此，摻加速凝劑的混凝土，其后期抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度往往不及不摻速凝劑的混凝土。

干縮是衡量各類混凝土外加劑品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。摻有速凝劑的混凝土，由于礦物成分早起快速水化，結(jié)合了比較多的水分，實(shí)際上干燥過(guò)程中蒸發(fā)的水分相對(duì)較少，但正是由于摻有速凝劑的混凝土早期的硬化體結(jié)構(gòu)相對(duì)較密實(shí)，毛細(xì)孔半徑相對(duì)于普通漿體中的毛細(xì)孔來(lái)說(shuō)，要更細(xì)小些，因此其收縮率會(huì)增大。并且在工程應(yīng)用中，為了降低噴射混凝土的回彈率并保證達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，摻有速凝劑的混凝土的水泥用量和砂率均比普通混凝土高，致使噴射混凝土的收縮率一般比同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土高10%-25%。

耐久性方面，由于過(guò)去噴射混凝土主要用于臨時(shí)性的噴射支護(hù)結(jié)構(gòu)，人們對(duì)其耐久性的關(guān)注較少。隨著噴射混凝土應(yīng)用領(lǐng)域的逐步擴(kuò)展，以及有時(shí)要考慮配筋并需保證抗水滲透性、抗碳化性與抗氯離子滲透性等，人們對(duì)于摻有速凝劑的噴射混凝土的耐久性關(guān)注越來(lái)越多。

眾所周知，混凝土的抗?jié)B性與其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，摻有速凝劑的混凝土由于施工操作方面的原因，較難保證內(nèi)部質(zhì)量的均勻性，再加上本身微觀結(jié)構(gòu)方面的缺陷，導(dǎo)致混凝土密實(shí)度的波動(dòng)較大。這一點(diǎn)在施工設(shè)計(jì)時(shí)要予以考慮，另外，也希望噴射混凝土施工技術(shù)人員正確掌握各種速凝劑的使用方法，通過(guò)選取合適的速凝劑品種與摻量，保證施工質(zhì)量。

充分認(rèn)識(shí)速凝劑應(yīng)用中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，綜合考慮速凝劑的應(yīng)用特征與具體工程特點(diǎn)，才能合理利用速凝劑，才可在進(jìn)行摻速凝劑的混凝土或砂漿配合比設(shè)計(jì)與施工控制時(shí)做到有的放矢。

4.3 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，采取必要措施最大程度地防止裂縫

工程上，人們普遍認(rèn)為：噴射混凝土施工后立即凝結(jié)硬化，收水快，不需要養(yǎng)護(hù)。這種觀點(diǎn)是完全錯(cuò)誤的。噴射混凝土施工后仍需至少7d以上的濕養(yǎng)護(hù)，一方面防止早期干燥收縮裂縫，另一方面也可以增進(jìn)其強(qiáng)度發(fā)展，保證工程質(zhì)量。實(shí)際應(yīng)用中，噴射混凝土的水泥用量和砂率都很大，表面蒸發(fā)率較大時(shí)，更應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以防止開(kāi)裂。一般噴射混凝土在終凝后2h，即應(yīng)開(kāi)始噴水養(yǎng)護(hù)。一般工程的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d，重要工程不得少于14d。每天噴水養(yǎng)護(hù)的次數(shù)，以保持表面90%相對(duì)濕度為準(zhǔn)。相對(duì)濕度較高的隧道、洞室或地下、地上封閉環(huán)境中的噴射混凝土，可酌情減少噴水養(yǎng)護(hù)次數(shù)。

對(duì)于重要工程，強(qiáng)烈建議采用摻加鋼纖維、聚丙烯纖維等措施來(lái)提高噴射混凝土的抗裂性。

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