1 預拌混凝土超時緩凝現象
在預拌混凝土生產與施工中，為了保持預拌混凝土在一定時間內擁有良好的工作性能，一般要使用含緩凝組分的泵送劑。如果由于某種原因造成泵送劑摻量過大，就可能出現已澆筑的混凝土凝結時間超過預期的問題。通常將混凝土凝結時間超過設計預期凝結時間（一般在2 d以上）的現象稱之為超時緩凝現象。這與有意延長混凝土凝結時間不同，因為施工要求長時間緩凝是設計預期的、可控制的。而混凝土超時緩凝是一種意外，是在混凝土生產澆筑過程中難于發現的，往往要在澆筑完畢一兩天工人拆模時才發現。實際上，隨著預拌混凝土用量不斷擴大，超時緩凝問題在使用預拌混凝土的工程中時有發生。
2 預拌混凝土超時緩凝現象的特征
2.1混凝土的凝結時間
以C30混凝土為試驗對象，從試驗結果表1可以看出，當泵送劑的摻量在正常摻量范圍時，混凝土的初凝時間為15.5 h，終凝時間為18.5h；而當泵送劑超摻達到3倍及以上時，混凝土的初凝時間達到45.5h及以上（>1d），終凝時間更在58.0h及以上（>2d），遠遠超過混凝土的預期凝結時間，混凝土產生超時緩凝現象。從圖1可以看出，超時緩凝混凝土的初凝與終凝時間間隔大于正常凝結混凝土，且超時緩凝越嚴重，混凝土的初凝時間延長不多，但終凝時間卻顯著延長，初、終凝時間間隔也越長。這是由于預拌混凝土使用的泵送劑的緩凝成分主要為糖和羥基羧酸鹽，其作用主要是抑制水泥中C3S的水化，當泵送劑嚴重過量后，C3S的水化被嚴重抑制，使水泥混凝土體系中水化產物嚴重不足，難以達到終凝所需的貫入阻力（28 MPa），導致終凝被顯著延長；而這種緩凝成分對水化速度很快的C3A作用并不明顯，由于C3A的水化貢獻，使混凝土初凝時間雖有所延緩，但影響程度不及終凝嚴重。因此，在判斷和處理超時緩凝質量問題時，應以混凝土的終凝時間為考察指標。
2.2 混凝土的強度
試驗以C30和C40混凝土為研究對象，測定7個不同齡期3、5、7、14、28、56、90 d的立方體抗壓強度，結果見表2。強烈的緩凝作用造成水泥水化速度減慢，超時緩凝使混凝土的強度發展緩慢，且超時緩凝時間越長，各齡期強度越低。超時緩凝混凝土的強度都低于正常凝結混凝土，如圖2所示。且隨著緩凝時間的延長，強度發展變慢，同齡期混凝土的強度發展也越低，以C40為例，可以看出超時緩凝時間對混凝土抗壓強度比的影響，見表3。
從表3可見，當超時緩凝混凝土終凝時間在52 h（>2 d）時，其28~90 d強度可達到正常凝結混凝土強度的89%至92%；終凝時間在68h（接近3d）時，其28~90 d強度可達到正常凝結混凝土的77%~79%，這種情況下，如果混凝土的配合比設計有足夠的富余強度，超時緩凝混凝土的28 d強度是可能發展到設計強度的；而終凝時間在100 h（超過4 d）時，其28~90 d強度僅有正常凝結混凝土強度的13%至32%；這是因為超時緩凝時間太長，過度緩凝使水泥長時間不能進行水化反應，會造成混凝土內部水分過量蒸發和散失，水泥水化反應過于緩慢甚至停止，水化產物過少，28 d及其后期強度無法設計要求。因此，對于超時緩凝質量問題的處理，可根據其超時緩凝的時間來做初步判斷。
2.3混凝土的塑性變形
試驗以C30混凝土為研究對象，采用CABR-NES型非接觸式混凝土收縮變形測定儀，對比研究超時緩凝對混凝土塑性收縮的影響，試驗結果見圖3。
對比正常凝結混凝土和超時緩凝混凝土的收縮變形曲線（見圖3），可以發現超時緩凝混凝土的塑性收縮顯著高于正常凝結混凝土，這是由于超時緩凝混凝土的凝結時間很長，長時間處于塑性狀態，和易性又差，水分比正常凝結混凝土更容易散失，且水分散失的時間更長。因此，發生超時緩凝現象的混凝土后應加強混凝土的養護，尤其是在混凝土表面覆蓋保護以防止混凝土水分過量散失。
3 超時緩凝現象的判斷與處理
（1）判斷原則。①將混凝土的終凝時間作為超時緩凝現象的判斷依據，終凝時間大于2 d即認為發生超時緩凝現象。②根據終凝時間長短和配制強度的富余程度，對問題混凝土的強度能否達到設計要求做出初步判斷。一般終凝時間在2~3d，配制強度富裕較高（富裕系數大于1.3）的混凝土，28d強度極有可能達到設計要求，該批混凝土可密切觀察幾日在做處理；而對于終凝時間大于4 d的混凝土，其強度無法達到設計要求，應立即打掉重新澆筑。
（2）處理方法。對于發生超時緩凝的預拌混凝土，如果終凝時間在2~3d，應加強養護而不要急于拆模就可以通過加強混凝土的養護，監測混凝土強度發展，適當時間請權威機構對混凝土實體進行檢測，出具相應的檢測報告。檢測的時間可視混凝土強度發展的表觀情況而定，一般建議在混凝土凝結后的3 d或7 d的時候，檢測方法可以采取同條件試件試壓和回彈或者實體取芯的方式，在早期強度達到設計強度的70%以上就可以恢復施工。根據前面章節的研究結果，針對重慶地區近年來發生的某一典型的預拌混凝土超時緩凝現象，簡述了判斷與處理的過程，為今后此類事故的處理提供參考。
（3）工程情況。重慶某商品住宅樓工程使用預拌混凝土澆筑十層梁、板、柱，混凝土設計強度等級C30，配合比見表4，混凝土配制強度39.5MPa。澆筑完畢第2天發現混凝土未凝結，且表面呈現棕紅色，見圖4。
（4）處理。經過調查，該超時緩凝現象的原因是由于攪拌計量設備問題造成外加劑超量摻加引起的。通過密切觀察，發現該批混凝土在3d左右開始凝結硬化，說明此批混凝土超時緩凝的終凝時間在3d左右；同時又查閱配合比設計書，得知該混凝土配合比設計時留有較高的富裕強度（同配合比正常凝結混凝土的28d強度為40MPa）。
因此，根據預拌混凝土超時緩凝現象的特征判斷，該批混凝土的終凝時間約為3d，而且配制強度富裕較高，初步判斷該批混凝土能達到設計強度。于是立刻采取覆蓋養護措施，經過7d的覆蓋養護（澆筑后第9天）后，進行取芯檢測，芯樣強度代表值達到30 MPa，達到設計預期強度，工程恢復施工，該事件除損失工期外，未造成其他經濟損失。
4 結論
通過試驗研究發現，超時緩凝問題顯著影響混凝土的終凝時間、各齡期強度和混凝土塑性收縮，結果表明：終凝時間越長混凝土各齡期強度越低，并且發生超時緩凝現象會顯著提高混凝土塑性收縮。判斷和處理混凝土工程中超時緩凝質量問題時，可根據混凝土的超時緩凝時間和配制強度進行判斷和處理，對于超時緩凝在2~3d的混凝土，其28 d強度可達到設計強度要求；而超時緩凝在4d及以上的混凝土，其28d強度無法達到計強度要求。
分享到：
手機版|
