速凝剂对混凝土性能影响的探讨

阿布力孜?克热木

摘 要：速凝剂是能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。多用于喷射混凝土及抢修堵漏工程等。主要产品有：红星一型，711型和782型等。红星一型速凝剂，是由铝氧熟料，碳酸钠及生石灰1：1：0.5的比列配制磨细而成。一般掺量为2.5%～4.0%。掺入混凝土后能使水泥初凝时间缩短为2～5分钟，终凝时间缩短为5～10分钟。一小时候即可产生强度，1天强度为不掺的3倍。但28天强度仅为不掺的60%。782型速凝剂是由工业废料矾泥，铝氧熟料及石灰按比例配制磨细而成。一般掺量为3.0～6.0%，掺入后水泥初凝时间∠5分钟，终凝时间∠10分钟。具有速凝，后期强度基本不降低。

关键词：速凝剂；混凝土；性能；影响

1.速凝剂对新拌混凝土性能的影响

1.1速凝剂掺量对新拌混凝土凝结时间的影响

通常，速凝剂的掺量在2.0%～4.0%时，混凝土的初凝时间均﹤3min，终凝时间﹤10 min。速凝剂掺量不足或掺量超过4.0%，混凝土的终凝时间都会延长，且过掺的混凝土后期强度损失明显增大。

1.2环境温度的影响

施工时环境的温度对速凝效果影响很大，环境温度在5～30℃范围内，温度越高，速凝剂的速凝效果越好。

1.3水灰比的影响

水灰比越大，水泥水化时间越长，导致混凝土的初，终凝时间增大，影响速凝剂的使用效果而且会加大混凝土的收缩率，从而造成裂缝。过小的水灰比，将增大混凝土的回弹率，增加工程的损耗，同时还会加大对工程机械的磨损。

1.4速凝剂和水泥的贮存时间与贮存条件的影响

速凝剂（或水泥）在湿度大的环境中都易潮解结块或发生水化反应而失去应有的速凝功能（或水化性能降低）。因此，施工中必须保证较好的速凝剂和水泥贮存条件。同时针对施工中的实际情况通过试验来确定喷射混凝土中速凝剂的掺量和掺加方式。

2.速凝剂对硬化混凝土性能的影响

2.1混凝土速凝剂对硬化混凝土强度的影响

混凝土速凝剂对混凝土强度的影响主要表现在抗压强度，抗拉强度和黏结强度三个方面：

（1）喷射混凝土的抗压强度

喷射混凝土的早期抗压强度，随速凝剂产掺量的增加而降低；喷射混凝土的后期抗压强度均低于不掺速凝剂混凝土的后期抗压强度。

（2）喷射混凝土的抗拉强度

喷射混凝土的抗拉强度与衬砌的支护能力有很大的关系，因为在薄层喷射混凝土衬砌时，尤其在衬砌的突出部位容易产生拉应变。喷射混凝土的抗拉强度约为抗压强度的1/23～1/16；为增加喷射混凝土的抗拉强度，可以使用纤维配筋的喷射混凝土。

（3）喷射混凝土的黏结强度

由于喷射时混凝土高速冲击被喷射面，使得骨料受挤压而密实，因此，喷射混凝土的黏结强度较高，这也是衬砌支护起作用的主要因素。

由于掺速凝剂混凝土的后期强度都比不掺者要低，为了弥补后期强度的损失，除加强养护以外，还可以复合减水剂，在保持相同流动情况下，由减水剂降低水灰比来弥补后期强度损失。

2.2掺有速凝剂的喷射混凝土耐久性分析

（1）渗透性

混凝土的渗透性与混凝土的耐久性有极其密切的关系。一般说来，抗渗性好的混凝土，其密实性高，耐久性也较好。混凝土的渗透性直接关系到它的抗碳化能力，抗冻性和抵抗各种侵蚀性，而且对混凝土的收缩与徐变有很大的影响。抗渗性能随速凝剂掺量的增大而降低。因此，其抗渗性能应要求控制在合理范围内。

（2）收缩

由于收缩易造成混凝土表面的微裂缝，从而引起混凝土的中性化，并进一步引起混凝土内部的钢筋腐蚀，因此这种体积稳定性是耐久性必须考虑的一个。减少开裂的危险。此外，尽可能不用特细砂，因其也能加大喷射混凝土的干缩方面。

许多因素影响着喷射混凝土的收缩值，主要因素有速凝剂和养护条件。

2.3钢筋锈蚀

混凝土中的钢筋锈蚀是电化学过程，它由钢表面的电阻，与钢接触的水泥浆体的PH值及电解质如氯化物及氯气向混凝土的扩散等因素所决定。通常情况下，由于混凝土内提供了高碱的条件（PH约为12～12.5），在铁的表面造成纯化氧化膜，从而防止了腐蚀，当维持水泥浆体中PH高值的氢氧化钙受大气碳化转化为碳酸钙（方解石）时，PH值下降，就可能引起钢筋锈蚀。喷射混凝土的水灰比一般比较高（0.4～0.6），而且由于掺有速凝剂阻碍了CS后期的水化，妨碍了硅酸盐水化物在单位面积内达到最大附着和凝聚所必须的紧密接触，因此喷射混凝土中存在着裂缝和空穴等内部缺陷。所以钢筋锈蚀应予重视，尤其是在喷射钢纤维混凝土中。

2.4海水侵蚀

混凝土在海水中的破坏过程是若干物理及化学因素共同作用的结果。海水对混凝土的化学侵蚀主要是硫酸镁侵蚀实际上是双重腐蚀，它包括镁盐侵蚀和硫酸盐侵蚀。另外，海水中的氯离子向混凝土内渗透，使低潮位以上反复干湿的混凝土中的钢筋发生严重锈蚀，结果发生体积膨胀，造成混凝土开裂。因此，海水对配筋喷射混凝土的锈蚀比对素喷射混凝土更为严重。为提高喷射混凝土抵抗海水侵蚀的能力，目前主要是采用密实不透水的喷射混凝土。

2.5混凝土耐久性的影响因素

降低水灰比的关键是采用高效减水剂。由于以氯氧熟料为主要原料的速凝剂占多数，而这种速凝剂的主要缺点是碱性较大。通常的高效减水剂主要依赖于双电层力来维持粒子的分散，而在高碱性的条件下，这种作用将难以得到有效的发挥。因此，迫切要求采用低碱性以及高性能的复合速凝剂。