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- 2020-07-02
混凝土凝結時間異常問題分析
混凝土的凝結時間異常一般表現為緩凝、速凝和假凝三種,速凝和假凝會導致混凝土澆筑困難, 緩凝會導致混凝土拆模時間延長、早期強度低,嚴重時28d 強度達不到設計要求,釀成質量事故。
混凝土凝結過程,具體地講是,水泥、砂、石子、礦物摻合料、外加劑加適量的水經拌合形成一種可塑性的漿體,隨著時間的推移,漿體逐漸失去流動性、可塑性,變為不流動的緊密的狀態,隨著強度逐漸增加,發展為具有相當強度的石狀固體。這一過程是一個復雜的物理和化學的過程;是水泥的凝結和硬化連續進行、不可截然分開的一個過程。

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這個過程所用的時間是水泥混凝土的凝結時間,分為初凝時間和終凝時間。我國標準中按美國材料學會提出的貫入阻力試驗來確定混凝土的凝結時間。認為在貫入深度為25mm 時,若壓力與面積比為3.5MPa,則達到初凝;若壓力與面積比為28MPa,則達到終凝。初凝時間大致相當于混凝土拌合物不再適于正常澆灌的時間,終凝時間接近于硬化開始的時間。220V攪拌機凝結基本上由C3S 的水化作用所控制。在初凝以前新拌混凝土拌合物將失去一定的坍落度,而終凝之后一段時間內便攜式小型攪拌機攪拌將獲得適當的強度。
混凝土的凝結時間在施工中具有重要的意義,初凝時間不宜過短,終凝時間不宜過長。混凝土的初凝時間一般是根據水泥品種而定的,基本沒有統一的時間,但是大致范圍是2 ~3h。如果加入速凝劑,初凝時間大致可以縮短到半小時;如果加入緩凝劑,初凝時間可以延長到5 ~10h。為保證水泥漿在施工過程中有足夠的時間處于塑性狀態,以便于有足夠的時間來完成混凝土的攪拌、運輸、澆搗等,標準規定了水泥的短初凝時間為45min ;為使已形成工程結構形狀的水泥漿盡早取得強度,以便能夠承受荷載,標準規定水泥終凝時間不得遲于規定的時間。
在實際工程中,隨著礦物摻合料和外加劑在混凝土中的廣泛使用,以及新型混凝土在土木工程中的廣泛應用和特殊條件下的混凝土施工,混凝土異常凝結時有發生,輕則引起混凝土質量問題,重則引起嚴重的工程事故,家用微型混凝土攪拌機使用過程中依舊存在類似危險。
在實際工程中,隨著礦物摻合料和外加劑在混凝土中的廣泛使用,以及新型混凝土在土木工程中的廣泛應用和特殊條件下的混凝土施工,混凝土異常凝結時有發生,輕則引起混凝土質量問題,重則引起嚴重的工程事故,家用微型混凝土攪拌機使用過程中依舊存在類似危險。
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素混凝土攪拌機的凝結時間異常一般表現為緩凝、速凝和假凝三種。緩凝的特征是:混凝土施工后,長時間不硬化或早期強度極低,混凝土28d 強度達不到設計要求。速凝的特征是:水泥和水接觸后漿體很快地凝結成為一種粗糙的、和易性差的混合物,并在大量放熱的情況下很快凝固。假凝的特征是:水泥和水接觸后幾分鐘內發生凝固,且沒有的溫度上升現象,此時再次進行攪拌,仍可恢復塑性,用于澆注,能以通常形式凝結。 混泥土攪拌機混凝土的凝結時間異常在實際工程中的危害主要有:
其一、水泥混凝土在施工過程中,如果迅速凝結,對于大面積澆注的混凝土極容易產生冷縫。
其二、在大體積混凝土施工時,如果混凝土凝結迅速,致使混凝土前期水化放熱量集中,混凝土的內部溫度升高很大,形成較大的內外溫差,使混凝土開裂。
其三、水泥小型攪拌機泵送混凝土在施工過程中,若混凝土產生速凝,則混凝土在輸送過程中極易引起堵管和爆管。其四、混凝土在鉆孔灌注樁施工過程中,如果混凝土在溜桶或導管中發生速凝,會導致樁孔報廢或其他嚴重的質量事故。其五、混凝土在澆注后,常常產生過分的緩凝現象,不僅阻礙了后續施工的進行,而且還使混凝土的強度低了
其一、水泥混凝土在施工過程中,如果迅速凝結,對于大面積澆注的混凝土極容易產生冷縫。
其二、在大體積混凝土施工時,如果混凝土凝結迅速,致使混凝土前期水化放熱量集中,混凝土的內部溫度升高很大,形成較大的內外溫差,使混凝土開裂。
其三、水泥小型攪拌機泵送混凝土在施工過程中,若混凝土產生速凝,則混凝土在輸送過程中極易引起堵管和爆管。其四、混凝土在鉆孔灌注樁施工過程中,如果混凝土在溜桶或導管中發生速凝,會導致樁孔報廢或其他嚴重的質量事故。其五、混凝土在澆注后,常常產生過分的緩凝現象,不僅阻礙了后續施工的進行,而且還使混凝土的強度低了

混凝土的凝結時間與水泥的凝結時間,雖然由于骨料的摻入,水膠比的變動及外加劑的應用,使其存在一定的差異,但是混凝土的凝結過程還是主要靠水泥來完成的。也是說,混凝土拌合物是通過水泥加水后的化學和物理化學作用凝結硬化而產生強度的。化學作用主要表現在:混凝土中水泥初期水化生成了許多膠體大小范圍的纖維狀晶體如C-S-H(B) 和一些大的晶體如Ca(OH)2 包裹在水泥顆粒表面。物理化學作用主要表現在:這些細小的固相質點靠極弱的物理引力使彼此無秩序地在接觸點處粘結起來,而連成一空間網狀結構,此時結構的強度很低而有的可塑性;以后隨著水化的繼續進行,水泥顆粒表面不大穩定的包裹層開始破壞而水化反應加速,從飽和的溶液中析出新的、更穩定的水化物晶體,這些晶體不斷長大,依靠多種引力使彼此粘結在一起形成緊密的結構。隨后,水化繼續進行,從溶液中析出新的晶體和水化硅酸鈣凝膠不斷充滿在結構的空間中,進而將骨料也緊密地粘結包裹在一起,形成完整的結構。

從水泥漿體結構的形成過程可知,必須使水化產物長大、增多到足以將各種顆粒初步連接成網,形成凝聚結構,才能使水泥漿體開始凝結。從水泥漿體的流變特征看,必須將外力增加到一定程度,所產生的剪應力將形成的網狀結構拆散,才能使漿體流動。通常將拆散網狀結構所需的剪應力稱為“ 屈服值”。水泥拌水后,屈服值立即隨水化的進展而提高,然后變慢,接著再以更快的速度上升。一般認為,開始的屈服值提高是由于快速形成了鈣礬石;水泥中如有半水石膏存在,還會有二水石膏形成的原因。屈服值的第二次快速上升則歸結于硅酸三鈣強烈水化所形成的C-S-H。所謂“初凝時間”實際上相當于屈服值提高到某一規定數值,即將開始第二次快速上升的時間。由此可以表明,初凝時間既決定于鋁酸三鈣和鐵相的水化,也與硅酸三鈣的水化密切相關; 而初凝到終凝的凝結階段則主要受硅酸三鈣水化的控制。
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