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速凝剂质量对混凝土施工的影响

来源:  庐江矾矿速凝剂厂    时间:2014年3月31日[浏览83]

  速凝剂是专门为喷射水泥混凝土施工特制的一种超快硬早强的水泥混凝土外加剂, 掺配后水泥混凝土的初凝时间不超过3 m in, 初凝后就具备了抵抗水泥混凝土自重脱落的能力。速凝剂的这些优异特性, 使其广泛应用于公路隧道支护、边坡防护、地下洞室、边坡防护、水池、薄壳、修复加固等喷射或喷锚水泥混凝土结构, 也可用于需要速凝堵漏的水泥混凝土或砂浆中。在公路工程中, 使用速凝剂的喷射或喷锚水泥混凝土与使用其他外加剂的水泥混凝土最显著的不同点是: 无论喷射水泥混凝土工艺使用干法或湿法,喷射水泥混凝土都是在喷口处将速凝剂或水分掺进水泥混凝土的, 不是拌和进入的, 所以, 其强度等力学性能的试件制作也是使用喷射法制成的, 也非拌和加振动台制作成形的。试件制作方法详见《公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术指南》(简称指南) 附录K, 喷射水泥混凝土及其试验方法。按物质形态分, 速凝剂有粉状和液状2 种。粉状速凝剂是以铝酸盐、碳酸盐、硫铝酸盐等无机盐为主要成份。液体速凝剂以偏硅酸钠、硫酸铝胶、水玻璃等为主要成份, 或与重铬酸钾、亚硝酸钠、三乙醇胺等其他无机盐复合而成。
1 速凝剂性能指标
用于公路工程的速凝剂必须满足国标一等品的各项性能指标(表1) 及匀质性要求(表2) , 否则不得使用。
2 喷射水泥混凝土原材料与配合比
喷射水泥混凝土应采用符合质量要求的外加剂, 选用与水泥适应性好、凝结硬化快、28 d 强度损失少、较低掺量的速凝剂。使用前, 应对速凝剂与水泥的适应性、水泥净浆凝结效果进行检验。当与其他类型的外加剂复配使用时, 也应做相应的性能检测试验。常用粉状速凝剂极易吸湿变质, 在运输和储存中应保持干燥, 不得损坏包装, 防止受潮、结块、变质。为保证喷射水泥混凝土快速凝结, 提高1 d 强度, 应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。实际工程也可采用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥, 有防腐或其他特殊要求时, 亦可采用相应的特种水泥。水泥强度等级应不低于3215 级。喷射水泥混凝土应采用坚硬耐久的卵石或碎石, 粗集料最大粒径不宜大于15mm。使用纤维喷射水泥混凝土时, 粗集料最大粒径不宜大于10mm。由于速凝剂中往往具有高碱性, 当使用碱性速凝剂时,严禁使用碱活性集料。干法喷射中, 水泥与砂石材料的质量比宜为1∶4.0~ 1∶4.5; 水灰比宜为0.40~ 0.45; 砂率宜控制在45%~ 55% 的范围。水灰比一般由喷射手凭经验控制, 很难做到均匀一致, 要求在喷射时粉尘和脱落较少, 喷射水泥混凝土表面基本平整, 呈水亮光泽,无干斑和滑移流淌现象。湿法喷射水泥与砂石材料的质量比宜为1∶3.5~ 1∶4.0; 水灰比宜为0142~ 0150; 砂率宜控制在50%~ 60% 的范围。喷射水泥混凝土在刚喷射到附着体上时, 主要依靠水泥浆和砂浆本身提供的粘聚性, 因此, 水泥用量不可偏少, 砂率要求很大。一般水泥用量宜为400 kgöm 3左右。砂率宜控制在45%~ 60% 之间。但过高砂率在大风、干热、曝晒环境下, 喷射水泥混凝土极易开裂。因此, 在喷射水泥混凝土施工时, 要考虑环境条件, 同时兼顾回弹率和防裂的要求, 在不增大回弹率的前提下, 选用较偏低的砂率。速凝剂掺量宜为水泥质量的2%~ 8% , 最优掺量视其种类不同, 通过试验确定。当喷射水泥混凝土掺入纤维时, 除钢纤维具有提高抗拉强度作用外, 一般有机纤维仅具有防裂作用, 因此, 其掺量配合比应通过试配试喷确定。
3 喷射水泥混凝土的施工
为利于控制喷层厚度、减少回弹、提高水泥混凝土强度, 喷射作业应分段、分片进行; 为了避免松散的回弹物料粘结在尚未喷射的壁面上, 影响密实度与强度, 喷射必须自下而上依次进行, 这样既能使下部已经喷射的喷层对上部喷层起支托作用, 又能减少回弹率, 防止喷层的拉裂与坠落。水平喷射时, 水泥混凝土的回弹率应不大于15% , 垂直喷射时不大于25%。喷射中若发现干燥松散、下坠滑移或拉裂时, 应及时清除, 并进行补喷。工程实践表明: 只有当壁面上形成10 mm 左右厚度的塑性层后, 粗集料方可嵌入。因此, 一次喷射的厚度不宜过薄; 喷层过厚, 会因自重太大而拉裂或脱落。所以, 在分层喷射时, 单次喷射最大厚度不宜大于表4 规定值, 后一层喷射必须在前一层水泥混凝土终凝后进行, 若终凝后1 h 再喷射, 应先用水湿润喷层表面, 以减少表面灰尘污染, 增强层间粘结力。施工实践表明, 喷射水泥混凝土终凝后3 h, 水泥混凝土粘聚力及其与壁面的粘结强度达到了110M Pa左右, 紧临喷射作业面放炮时, 足以抵抗爆破力振动, 不会出现水泥混凝土离鼓、开裂或脱落现象。
喷射机喷头处的工作风压应保持在011M Pa 左右。垂直向上输料时, 每增高10 m , 工作风压应比水平输料时增大0102~ 0103M Pa。喷射作业开始前, 喷射手应对喷射机、风/水管路、输料管路、电缆线路进行全面检查, 检查喷头与输料管的连接是否紧密, 防止连接处漏水, 并试运转。作业开始, 应先送风, 后开机, 再给料; 结束时, 应待料喷完后, 再关风。坚硬岩面喷射前应使用高压风、高压水冲洗, 遇水易潮解、风化的岩层应使用高压风清扫岩面, 但土层表面不得用高压风清扫。喷射作业时, 向喷射机供料应连续均匀, 正常运转时, 料斗内应保持足够的存料。料流出口与受喷表面宜垂直, 并应保持0.6~1.0 m 的距离。喷头应按直径为30 mm 的螺旋形轨迹一圈压半圈地移动。喷射的水泥混凝土表面应呈潮湿光泽, 无干斑或滑移流淌现象。这样就能使粗集料能够嵌入塑性喷层之中, 料流的冲击力适宜, 回弹降低, 粉尘减少, 喷层表面平整。 因堵管、停风、输料中断或喷射作业完毕后, 应立即关闭喷头水阀, 必须将喷射机和输料管内的积料清除干净, 并将喷头朝下放置, 严防水分倒流进输料管中, 同时将喷头内的水环清洗干净。