预拌混凝土的超时缓凝现象及处理方法.pdf

2 0 1 1年 第 1期 (总 第 2 5 5 期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 1 ( T o t a l N o ．2 5 5 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 预拌混凝土 READY M D D C0NCI TE d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ~ ． i s s n ． 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ．2 0 1 1 ． 0 1 ． 0 3 0 预拌混凝土的超时缓凝现象及处理方法 石从黎 ’ ，段瑞斌 ，宋开伟 ( 1 ． 重庆市建筑科学研究院，重庆 4 0 0 0 1 5 ；2 ． 广东海外建设集团有限公司，广东 广州 5 1 0 6 2 0 ) 摘要： 阐述了超时缓凝现象的概念； 试验研究了超时缓凝混凝土的特征 ， 包括混凝土凝结时问、 抗压强度和塑性收缩； 并结合工程实 例 ， 提出了预拌混凝土超时缓凝 现象 的判断和处理方法 。为今后处理预拌混凝土的超时缓凝质量问题提供 了技术参考。 关键词 ： 超时缓凝 ；混凝土 ；处理 中图分类号 ： T U5 2 8 ．0 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 1 — 0 1 0 6 — 0 2 Phen omeno n an d t r ea t men t o f ov er t i me r e t a r di n g i n r ea dy mi xe d c onc r e t e S HI C o n g - l i ， DU AN R u i — b i t ? ， S O NGKa i — w e ／ ( 1 ． C h o n g q i n gR e s e a r c hI n s t i t u t e o f B u i l d i n g S c i e n c e ， C h o n g q i n g4 0 0 0 1 5 ， C h i n a ； 2 ． G u a n g d o n g Ov e r s e a s Co n s t r u c t i o n G r o a p Co ． ， L t d ． ， G u a n g z h o u 5 1 0 6 2 0 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： Th i s p a p e r d e s c r i b e d c o n c e p t o fo v e rti me r e tar d i n g， e x p e rime n tal r e s e a r c h e d o n f e a t u r e s o fo v e rti me r e t a r d i n g c o nc r e ~ wh i c h i n c l u d — e d s e t t i n g t i me ， c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d p l a s t i c s h r i n k a g e o f c o n c r e ~， t h e n p r e s e n t e d j u d g me n t a n d tr e a t me n t me t h o d s o f o v e rt i me r e t a r d i n g i n r e a d y mi x e d c o n c r e t e c o mb i n i n g wi t h e n g i n e e r i n g e x a mpl e ．Th i s c a n b e a s a r e f e r e n c e o f o v e r t i me r e t a r d i n g c o n c r e t e e n g i n e e r i n g p r o b l e ms ． Ke y WOr ds ： o v e r t i me r e t a r d i n g； c o n c r e t e ； tre a t me n t 1 预拌混凝土超时缓凝现象 在预拌混凝土生产与施工中， 为了保持预拌混凝土在一定 时间内拥有良好的工作性能 ， 一般要使用含缓凝组分的泵送 剂。 如果由于某种原因造成泵送剂掺量过大， 就可能出现已浇 筑的混凝土凝结时间超过预期的问题。通常将混凝土凝结时 间超过设计 预期凝结 时间( 一般在 2 d以上 ) 的现象称之 为超 时缓凝现象 。 这与有意延长混凝 土凝结时 间不 同 ， 因为施工要 求长时间缓凝是设计预期的、 可控制的。而混凝土超时缓凝是 一 种意外 ， 是在混凝土生产浇筑过程中难于发现的， 往往要在 浇筑完毕一两天工人拆模时才发现。 实际上， 随着预拌混凝土 用量不断扩大， 超时缓凝问题在使用预拌混凝土的工程中时有 发生。 2 预拌混凝土超时缓凝现象的特征 2 ． 1 混 凝土 的凝结 时间 以C 3 0 混凝土为试验对象， 从试验结果表 1 可以看出， 当泵 送剂的掺量在正常掺量范围时， 混凝土的初凝时间为 1 5 ． 5 h ， 终凝 时间为 1 8 ． 5 h ； 而当泵送剂超掺达到 3 倍及以上时， 昆 凝土的初凝 时问达到4 5 ． 5 h 及以上( > 1 d ) ， 终凝时间更在 5 8 ． 0 h 及以上( > 2 d ) ， 远远超过混凝土的预期凝结时间， 混凝土产生超时缓凝现象。 从图 1 可以看出， 超时缓凝混凝土的初凝与终凝时间间隔 大于正常凝结混凝土 ， 且超时缓凝越严重， 混凝土的初凝时间 延长不多， 但终凝时间却显著延长， 初、 终凝时间间隔也越长。 这是由于预拌混凝土使用的泵送剂的缓凝成分主要为糖和羟 收稿 日期 ：2 0 1 0 - 0 8 — 1 1 基金项 目：重庆市建设科技计划项 目( 城科字2 0 0 6 第( 5 5 ) 号) 1 0 6 表 1 泵送剂掺 量对混凝 土凝结时间的影响 l O O 75 厦 苗 5 0 姆 25 0 0 1 ． 苎 5． 4 7． 2 9． O 泵送剂掺量／ ％ 图 1 泵送 剂掺量 与凝结时阊的关系 基羧酸盐 ， 其作用主要是抑制水泥中C S 的水化 ， 当泵送剂严 重过量后 ， C S的水化被严重抑制， 使水泥混凝土体系中水化产 物严重不足 ， 难以达到终凝所需的贯人阻力( 2 8 MP a ) ， 导致终 凝被显著延长； 而这种缓凝成分对水化速度很快的 C A 作用并 不明显， 由于 c 的水化贡献 ， 使混凝土初凝时间虽有所延缓 ， 但影响程度不及终凝严重。 因此， 在判断和处理超时缓凝质量问题时， 应以混凝土的 终凝时间为考察指标。 表 2 超 时缓凝对混凝土各龄期强度的影响 C3 0 1 ．8 C 3 0 5 ．4 ( 3 倍掺量 ) C4 0 1 ．8 C 4 0 5 ．4 ( 3 倍掺量) C 4 0 7 ．2 ( 4倍掺量) C 4 0 1 0 ． 8 ( 6 倍掺量) l 8 ．5 2 0．7 2 7 ． 5 3 2_3 3 7 ． 4 4 2 ． 8 4 4 ． 1 4 4 ． 7 5 8 ．0 0 2．0 1 3 ． 0 3 0 ． 8 3 8 ． 2 4 2 ． O 4 2 ． 8 1 7 ． O 2 4 ． 7 3 5 ． 4 41 ． 2 4 6 ． 8 5 0 ． 4 5 3 ．4 5 6 ． 7 5 2．0 0 ． 7 l 8 ． 4 31 ． 6 3 7 ． 8 4 6 ． 4 4 8 ． 2 5 0 _ 3 6 8 ． O O 3 ． 8 2 7 ． 2 3 5 ． 7 3 9 - 3 4 2 ． 3 4 3 ． 7 1 0 0 ． 0 0 0 0 0 6 ． 8 1 5 - 2 1 8 ．2 2 ． 2混凝土 的强度 试验以C 3 0 和 C 4 0混凝土为研究对象， 测定 7个不同龄期 3 、 5 、 7 、 l 4 、 2 8 、 5 6 、 9 0d的立方体抗压强度， 结果见表 2 。 强烈的缓凝作用造成水泥水化速度减慢， 超时缓凝使混凝土的 强度发展缓慢， 且超时缓凝时间越长， 各龄期强度越低。 超时缓凝混 凝土的强度都低于正常凝结混凝土， 如图2 所示。 且随着缓凝时间 的延长， 强度发展变慢， 同龄期混凝土的强度发展也越低， 以 C 4 0 为例， 可以看出超时缓凝时间对混凝土抗压强度比的影响， 见表 3 。 薹 4 0 越 骥 墨 2 0 O 3 0 6 0 9 0 龄期 ， d 图 2 超时缓凝时间对混凝土各龄期强度的影响 表 3 超时缓凝时间对 混凝土抗压强度比的影响 从表 3可见， 当超时缓凝混凝土终凝时间在 5 2 h ( > 2 d ) 时， 其 2 8 — 9 0 d强度可达到正常凝结混凝土强度的 8 9 ％至 9 2 ％； 终 凝时问在 6 8 h ( 接近 3 d ) 时， 其2 8 ～ 9 0 d强度可达到正常凝结混 凝土的 7 7 ％~ 7 9 ％， 这种情况下， 如果混凝土的配合 比设计有足 够的富余强度， 超时缓凝混凝土的 2 8 d 强度是可能发展到设计 强度的； 而终凝时间在 1 0 0 h ( 超过4 d ) 时， 其 2 8 - 9 0 d强度仅有 正常凝结混凝土强度的 1 3 ％至3 2 ％； 这是因为超时缓凝时间太 长， 过度缓凝使水泥长时间不能进行水化反应， 会造成混凝土 内部水分过量蒸发和散失 ， 水泥水化反应过于缓慢甚至停止， 水 化产物过少， 2 8 d 及其后期强度无法设计要求。 因此 ， 对于超时缓凝质量问题的处理 ， 可根据其超时缓凝 的时间来做初步判断。 2 ． 3混凝土 的塑性 变形 音 昌 2 、 规 婚 时 l司 ， h 图 3 超时缓凝对混凝土塑性收缩的影响 式混凝土收缩变形测定仪， 对比研究超时缓凝对混凝土塑性收 缩的影响， 试验结果见图 3 。 对比正常凝结混凝土和超时缓凝混凝土的收缩变形曲线 ( 见图3 ) ， 可以发现超时缓凝混凝土的塑性收缩显著高于正常凝 结混凝土， 这是由于超时缓凝混凝土的凝结时间很长， 长时间 处于塑性状态， 和易性又差， 水分 比正常凝结混凝土更容易散 失， 且水分散失的时间更长。 因此， 发生超时缓凝现象的混凝土后应加强混凝土的养护， 尤其是在混凝土表面覆盖保护以防止混凝土水分过量散失。 3 超时缓凝现象的判断与处理 ( 1 ) 判断原则。 ①将混凝土的终凝时间作为超时缓凝现象的 判断依据， 终凝时间大于 2 d即认为发生超时缓凝现象。 ②根据 终凝时间长短和配制强度的富余程度， 对问题混凝土的强度能 否达到设计要求做出初步判断。 一般终凝时间在 2 ~ 3 d ， 配制强 度富裕较高( 富裕系数大于 1 _ 3 ) 的混凝土， 2 8 d强度极有可能 达到设计要求， 该批混凝土可密切观察几 E t 在做处理； 而对于 终凝时间大于4 d的混凝土， 其强度无法达到设计要求， 应立即 打掉重新 浇筑 。 ( 2 ) 处理方法。 对于发生超时缓凝的预拌混凝土， 如果终凝 时间在 2 ～ 3 d ， 应加强养护而不要急于拆模就可以通过加强混 凝土的养护， 监测混凝土强度发展 ， 适当时间请权威机构对混 凝土实体进行检测， 出具相应的检测报告。 检测的时间可视混凝 土强度发展的表观情况而定， 一般建议在混凝土凝结后的 3 d 或 7 d的时候， 检测方法可以采取同条件试件试压和回弹或者 实体取芯的方式， 在早期强度达到设计强度的7 0 ％以上就可以 恢复施工 。 根据前面章节的研究结果， 针对重庆地区近年来发生的某 一 典型的预拌混凝土超时缓凝现象， 简述了判断与处理的过程， 为今后此类事故的处理提供参考。 ( 3 ) 工程情况。 重庆某商品住宅楼工程使用预拌混凝土浇筑 十层梁、 板、 柱 ， 混凝土设计强度等级 C 3 0 ， 配合比见表 4 ， 混凝 土配制强度 3 9 ． 5 MP a 。 浇筑完毕第2天发现混凝土未凝结， 且表 面呈现棕红色， 见图4 。 ( 4 ) 处理。 经过调查， 该超时缓凝现象的原因是由于搅拌计 量设备问题造成外加剂超量掺加引起的。 通过密切观察， 发现该 批混凝土在 3 d左右开始凝结硬化， 说明此批混凝土超时缓凝的 试验以C 3 0 混凝土为研究对象， 采用 C AB R - NE S型非接触 终凝时间在 3 d左右； 同时又查阅配合比设计书， 得知该混凝土 表 4混凝土生产配合比 k g ／ m~ 下转第 1 3 3页 1 0 7 蚰 O 加 ∞ ∞ ∞ ∞ 加 一 一 一 一