异常凝结

混凝土凝结异常表现为缓凝、速凝或假凝,速凝与假凝会导致混凝土浇筑困难,缓凝会导致混凝土拆模时间延长、早期强度低,严重时强度达不到设计要求,酿成质量事故。

混凝土异常凝结原因分析1、混凝土假凝

混凝土拌和物的假凝表现为出搅拌机后5～10min便失去流动性。产生的原因有:使用硬石膏、磷石膏、氟石膏、天然半水石膏等作水泥调凝剂;或水泥在粉磨过程中磨机内温度偏高(110～120℃以上),导致二水石膏脱水成半水石膏或无水石膏;或使用木钙、糖钙、多羟基碳水化合物、羟基羧酸类有机物等外加剂,以及含有这类成分的复合外加剂时;此外使用超过水泥用量0.06%的三乙醇胺早强剂、水泥初凝时间不合格、立窑水泥熟料含有还原熟料、混凝土机口温度超过35℃等,均会使混凝土凝结时间提前,直至产生速凝、假凝。

2、混凝土凝结硬化缓慢

混凝土凝结硬化缓慢,指混凝土达24h乃至数天后仍未凝结硬化,一般需从人、机械、材料、施工方法、环境因素等方面进行综合分析,找出主要原因。混凝土凝结硬化缓慢主要是由于缓凝型外加剂使用不恰当或掺量过大,水泥中熟料含量偏低,混合材用量偏高,混凝土水灰比偏大、施工过程中雨水的渗入、混凝土掺合料掺量偏大、拌和水或环境水中含有机质,可能是一种或多种因素相互叠加的结果。

人的因素使用前不了解外加剂的性能、作用原理及使用注意事项,在工地使用多种外加剂的情况下将外加剂混淆使用,如将缓凝剂当早强剂使用,或把掺量弄错,人工多掺外加剂。

机械因素混凝土搅拌楼的电子秤传感器失灵、秤量容器下的放料旋塞运转磨损产生较大间隙而使外加剂从中泄漏等造成计量不准,掺量增加较多。

原材料(1)外加剂质量问题。一般缓凝型复合外加剂中复合有木钙、糖钙、羟基羧酸盐或蔗糖等缓凝组分,外加剂复合过程中各组分质量比例的波动,或液体外加剂静置时间过长导致容器下部浓度增加或产生沉淀,或使用前未搅拌均匀,都会造成混凝土凝结时间偏长。

(2)外加剂选型不当。对其性能不了解,如冬季施工将缓凝型外加剂当早强剂用。又如一般木钙、糖钙等缓凝型外加剂5℃以下不宜单独使用。

(3)水泥凝结时间长。

(4)水泥质量不合格。如水泥厂的水泥均化措施较差甚至磨尾包装,水泥中熟料含量低或波动大。水泥中混合材掺量严重超标将导致混凝土凝结缓慢,有的水泥厂将多掺粉煤灰等混合材作为获利的一种手段,甚至将掺30%～40%以上粉煤灰的水泥当普通水泥出售。由于用户在水泥常规检验时只检验强度与安定性,对水泥是否为普通水泥从不怀疑,为改善混凝土性能,混凝土中再掺入15%～30%的粉煤灰等掺合料,此时混凝土中掺入的缓凝外加剂相对于水泥中熟料的比例增大,造成混凝土凝结时间延长,早期强度偏低,气温低时尤为严重。试验模拟检验混凝土中水泥熟料含量对混凝土强度与凝结时间的影响,混凝土中水泥熟料含量越低,混凝土凝结时间越长,强度降低越大。

(5)拌和水中含有机杂质,或含有盐类等工业废水、含油类物品等。

(6)大量雨水渗入混凝土中。1

预防措施1、了解原材料质量情况

事先对水泥厂进行考察,了解水泥中石膏的品种、水泥出磨与出厂温度、水泥和熟料的存库时间、混合材的品种与掺量。应根据工程特点选择使用与所用外加剂相匹配质量稳定的水泥,水泥使用前既要检验强度、安定性等指标,又要检验其化学成分,选择符合标准要求的水泥。了解外加剂的组成、作用原理,根据气温、混凝土质量要求选用合适的外加剂。

2、加强原材料质量检测

一般水泥抽检每400t为一批,水泥的抽样有时很难反映同一批次水泥的全部情况,水泥质量的波动,会给检测及质量事故原因分析造成极大困难,为此建议施工单位增加抽检频率。特别注意对散装水泥质量的检测,有的水泥厂管理混乱,散装水泥不从经抽检的库中装车,因此需加强对进场散装水泥的管理。配合比设计中粉煤灰等掺合料的掺量要考虑水泥中已掺入的混合材中的灰量,可通过配合比试验确定粉煤灰等掺合料的最佳掺量。

3、加强施工过程中的质量控制

加强混凝土拌和物坍落度的检测,注意观测混凝土坍落度、保水性与离析变化,分析原因,并采取改进措施。对于液体外加剂需根据说明书测定其浓度,使用前应搅拌均匀,遇有沉淀应谨慎使用。粉状外加剂宜先分成小包装。1

混凝土产生异常凝结后的补救与处理1、混凝土产生异常凝结后的应急处理

根据混凝土的表面颜色,初步判断其异常凝结是否为外加剂超掺所致。对缓凝的混凝土加强养护,后期混凝土强度有可能达到设计要求。对3d未终凝的混凝土应先清除旧混凝土,然后重新进行浇筑。对发生急凝的混凝土加强湿养护至14d以上。对混凝土原材料、生产控制系统(包括称量系统及相关的计算机控制系统)进行排查,检查操作过程与操作人员情况,初步分析产生原因,通过更换外加剂品种或要求生产厂调整外加剂组分,更换水泥品种或批号,调整混凝土配合比,改进生产工艺(如降低拌和水温度、混凝土搅拌时滞后1.5～2min加入外加剂)等措施,防止再度发生。

2、质量检测

对产生异常凝结硬化的混凝土,一般需对其质量进行检测分析,采用回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、核子密度法等方法检测混凝土的实际强度,超声法、钻芯法检测混凝土的匀质性。

3、原因排查分析

通过进一步的模拟试验、混凝土外加剂含量分析、水泥与混凝土中胶凝材料的化学成分分析等,论证引起混凝土异常凝结的原因,亦可咨询专家。

4、安全验算论证

根据检测结果请设计单位、咨询机构、专家论证等进行结构安全性验算与论证,或利用混凝土后期强度、结构加固、减少荷载等措施,满足工程安全使用。12

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学