預(yù)拌混凝土的超時緩凝現(xiàn)象和處理方法

　　1 預(yù)拌混凝土超時緩凝現(xiàn)象

　　在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)與施工中，為了保持預(yù)拌混凝土在一定時間內(nèi)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(xiàn)已澆筑的混凝土凝結(jié)時間超過預(yù)期的問題。通常將混凝土凝結(jié)時間超過設(shè)計預(yù)期凝結(jié)時間（一般在2 d以上）的現(xiàn)象稱之為超時緩凝現(xiàn)象。這與有意延長混凝土凝結(jié)時間不同，因?yàn)槭┕ひ箝L時間緩凝是設(shè)計預(yù)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(chǎn)澆筑過程中難于發(fā)現(xiàn)的，往往要在澆筑完畢一兩天工人拆模時才發(fā)現(xiàn)。實(shí)際上，隨著預(yù)拌混凝土用量不斷擴(kuò)大，超時緩凝問題在使用預(yù)拌混凝土的工程中時有發(fā)生。

　　2 預(yù)拌混凝土超時緩凝現(xiàn)象的特征

　　2.1混凝土的凝結(jié)時間

　　以C30混凝土為試驗(yàn)對象，從試驗(yàn)結(jié)果表1可以看出，當(dāng)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(dāng)泵送劑超摻達(dá)到3倍及以上時，混凝土的初凝時間達(dá)到45.5h及以上（>1d），終凝時間更在58.0h及以上（>2d），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過混凝土的預(yù)期凝結(jié)時間，混凝土產(chǎn)生超時緩凝現(xiàn)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(jié)混凝土，且超時緩凝越嚴(yán)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(yù)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(dāng)泵送劑嚴(yán)重過量后，C3S的水化被嚴(yán)重抑制，使水泥混凝土體系中水化產(chǎn)物嚴(yán)重不足，難以達(dá)到終凝所需的貫入阻力（28 MPa），導(dǎo)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(xiàn)，使混凝土初凝時間雖有所延緩，但影響程度不及終凝嚴(yán)重。因此，在判斷和處理超時緩凝質(zhì)量問題時，應(yīng)以混凝土的終凝時間為考察指標(biāo)。

　　2.2 混凝土的強(qiáng)度

　　試驗(yàn)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(qiáng)度，結(jié)果見表2。強(qiáng)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(qiáng)度發(fā)展緩慢，且超時緩凝時間越長，各齡期強(qiáng)度越低。超時緩凝混凝土的強(qiáng)度都低于正常凝結(jié)混凝土，如圖2所示。且隨著緩凝時間的延長，強(qiáng)度發(fā)展變慢，同齡期混凝土的強(qiáng)度發(fā)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(qiáng)度比的影響，見表3。

　　從表3可見，當(dāng)超時緩凝混凝土終凝時間在52 h（>2 d）時，其28~90 d強(qiáng)度可達(dá)到正常凝結(jié)混凝土強(qiáng)度的89%至92%；終凝時間在68h（接近3d）時，其28~90 d強(qiáng)度可達(dá)到正常凝結(jié)混凝土的77%~79%，這種情況下，如果混凝土的配合比設(shè)計有足夠的富余強(qiáng)度，超時緩凝混凝土的28 d強(qiáng)度是可能發(fā)展到設(shè)計強(qiáng)度的；而終凝時間在100 h（超過4 d）時，其28~90 d強(qiáng)度僅有正常凝結(jié)混凝土強(qiáng)度的13%至32%；這是因?yàn)槌瑫r緩凝時間太長，過度緩凝使水泥長時間不能進(jìn)行水化反應(yīng)，會造成混凝土內(nèi)部水分過量蒸發(fā)和散失，水泥水化反應(yīng)過于緩慢甚至停止，水化產(chǎn)物過少，28 d及其后期強(qiáng)度無法設(shè)計要求。因此，對于超時緩凝質(zhì)量問題的處理，可根據(jù)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(yàn)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(yàn)結(jié)果見圖3。

　　對比正常凝結(jié)混凝土和超時緩凝混凝土的收縮變形曲線（見圖3），可以發(fā)現(xiàn)超時緩凝混凝土的塑性收縮顯著高于正常凝結(jié)混凝土，這是由于超時緩凝混凝土的凝結(jié)時間很長，長時間處于塑性狀態(tài)，和易性又差，水分比正常凝結(jié)混凝土更容易散失，且水分散失的時間更長。因此，發(fā)生超時緩凝現(xiàn)象的混凝土后應(yīng)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，尤其是在混凝土表面覆蓋保護(hù)以防止混凝土水分過量散失。

　　3 超時緩凝現(xiàn)象的判斷與處理

　?。?）判斷原則。①將混凝土的終凝時間作為超時緩凝現(xiàn)象的判斷依據(jù)，終凝時間大于2 d即認(rèn)為發(fā)生超時緩凝現(xiàn)象。②根據(jù)終凝時間長短和配制強(qiáng)度的富余程度，對問題混凝土的強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計要求做出初步判斷。一般終凝時間在2~3d，配制強(qiáng)度富裕較高（富裕系數(shù)大于1.3）的混凝土，28d強(qiáng)度極有可能達(dá)到設(shè)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(qiáng)度無法達(dá)到設(shè)計要求，應(yīng)立即打掉重新澆筑。

　　（2）處理方法。對于發(fā)生超時緩凝的預(yù)拌混凝土，如果終凝時間在2~3d，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)而不要急于拆模就可以通過加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，監(jiān)測混凝土強(qiáng)度發(fā)展，適當(dāng)時間請權(quán)威機(jī)構(gòu)對混凝土實(shí)體進(jìn)行檢測，出具相應(yīng)的檢測報告。檢測的時間可視混凝土強(qiáng)度發(fā)展的表觀情況而定，一般建議在混凝土凝結(jié)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(shí)體取芯的方式，在早期強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%以上就可以恢復(fù)施工。根據(jù)前面章節(jié)的研究結(jié)果，針對重慶地區(qū)近年來發(fā)生的某一典型的預(yù)拌混凝土超時緩凝現(xiàn)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。

　?。?）工程情況。重慶某商品住宅樓工程使用預(yù)拌混凝土澆筑十層梁、板、柱，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級C30，配合比見表4，混凝土配制強(qiáng)度39.5MPa。澆筑完畢第2天發(fā)現(xiàn)混凝土未凝結(jié)，且表面呈現(xiàn)棕紅色，見圖4。

　?。?）處理。經(jīng)過調(diào)查，該超時緩凝現(xiàn)象的原因是由于攪拌計量設(shè)備問題造成外加劑超量摻加引起的。通過密切觀察，發(fā)現(xiàn)該批混凝土在3d左右開始凝結(jié)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(shè)計書，得知該混凝土配合比設(shè)計時留有較高的富裕強(qiáng)度（同配合比正常凝結(jié)混凝土的28d強(qiáng)度為40MPa）。

　　因此，根據(jù)預(yù)拌混凝土超時緩凝現(xiàn)象的特征判斷，該批混凝土的終凝時間約為3d，而且配制強(qiáng)度富裕較高，初步判斷該批混凝土能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度。于是立刻采取覆蓋養(yǎng)護(hù)措施，經(jīng)過7d的覆蓋養(yǎng)護(hù)（澆筑后第9天）后，進(jìn)行取芯檢測，芯樣強(qiáng)度代表值達(dá)到30 MPa，達(dá)到設(shè)計預(yù)期強(qiáng)度，工程恢復(fù)施工，該事件除損失工期外，未造成其他經(jīng)濟(jì)損失。

　　4 結(jié)論

　　通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，超時緩凝問題顯著影響混凝土的終凝時間、各齡期強(qiáng)度和混凝土塑性收縮，結(jié)果表明：終凝時間越長混凝土各齡期強(qiáng)度越低，并且發(fā)生超時緩凝現(xiàn)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(zhì)量問題時，可根據(jù)混凝土的超時緩凝時間和配制強(qiáng)度進(jìn)行判斷和處理，對于超時緩凝在2~3d的混凝土，其28 d強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求；而超時緩凝在4d及以上的混凝土，其28d強(qiáng)度無法達(dá)到計強(qiáng)度要求。