1、速凝劑對新拌混凝土性能的影響
1.1速凝劑摻量對新拌混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響
通常,速凝劑的摻量在2.0%~4.0%時(shí),混凝土的初凝時(shí)間均為3min,終凝時(shí)間為10 min。速凝劑摻量不足或摻量超過4.0%,混凝土的終凝時(shí)間都會(huì)延長,且過摻的混凝土后期強(qiáng)度損失明顯增大。
1.2環(huán)境溫度的影響
施工時(shí)環(huán)境的溫度對速凝效果影響很大,環(huán)境溫度在5~30℃范圍內(nèi),溫度越高,速凝劑的速凝效果越好。
1.3水灰比的影響
水灰比越大,水泥水化時(shí)間越長,導(dǎo)致混凝土的初,終凝時(shí)間增大,影響速凝劑的使用效果而且會(huì)加大混凝土的收縮率,從而造成裂縫。過小的水灰比,將增大混凝土的回彈率,增加工程的損耗,同時(shí)還會(huì)加大對工程機(jī)械的磨損。
1.4速凝劑和水泥的貯存時(shí)間與貯存條件的影響
速凝劑(或水泥)在濕度大的環(huán)境中都易潮解結(jié)塊或發(fā)生水化反應(yīng)而失去應(yīng)有的速凝功能(或水化性能降低)。因此,施工中必須保證較好的速凝劑和水泥貯存條件。同時(shí)針對施工中的實(shí)際情況通過試驗(yàn)來確定噴射混凝土中速凝劑的摻量和摻加方式。
2、速凝劑對硬化混凝土性能的影響
2.1混凝土速凝劑對硬化混凝土強(qiáng)度的影響
混凝土速凝劑對混凝土強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)在抗壓強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度三個(gè)方面:
(1)噴射混凝土的抗壓強(qiáng)度
噴射混凝土的早期抗壓強(qiáng)度,隨速凝劑產(chǎn)摻量的增加而降低;噴射混凝土的后期抗壓強(qiáng)度均低于不摻速凝劑混凝土的后期抗壓強(qiáng)度。
(2)噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度
噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度與襯砌的支護(hù)能力有很大的關(guān)系,因?yàn)樵诒訃娚浠炷烈r砌時(shí),尤其在襯砌的突出部位容易產(chǎn)生拉應(yīng)變。噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的1/23~1/16;為增加噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度,可以使用纖維配筋的噴射混凝土。
(3)噴射混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度
由于噴射時(shí)混凝土高速?zèng)_擊被噴射面,使得骨料受擠壓而密實(shí),因此,噴射混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度較高,這也是襯砌支護(hù)起作用的主要因素。
由于摻速凝劑混凝土的后期強(qiáng)度都比不摻者要低,為了彌補(bǔ)后期強(qiáng)度的損失,除加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)以外,還可以復(fù)合減水劑,在保持相同流動(dòng)情況下,由減水劑降低水灰比來彌補(bǔ)后期強(qiáng)度損失。
2.2摻有速凝劑的噴射混凝土耐久性分析
(1)滲透性
混凝土的滲透性與混凝土的耐久性有極其密切的關(guān)系。一般說來,抗?jié)B性好的混凝土,其密實(shí)性高,耐久性也較好?;炷恋臐B透性直接關(guān)系到它的抗碳化能力,抗凍性和抵抗各種侵蝕性,而且對混凝土的收縮與徐變有很大的影響。抗?jié)B性能隨速凝劑摻量的增大而降低。因此,其抗?jié)B性能應(yīng)要求控制在合理范圍內(nèi)。
(2)收縮
由于收縮易造成混凝土表面的微裂縫,從而引起混凝土的中性化,并進(jìn)一步引起混凝土內(nèi)部的鋼筋腐蝕,因此這種體積穩(wěn)定性是耐久性必須考慮的一個(gè)。減少開裂的危險(xiǎn)。此外,盡可能不用特細(xì)砂,因其也能加大噴射混凝土的干縮方面。
許多因素影響著噴射混凝土的收縮值,主要因素有速凝劑和養(yǎng)護(hù)條件。
2.3鋼筋銹蝕
混凝土中的鋼筋銹蝕是電化學(xué)過程,它由鋼表面的電阻,與鋼接觸的水泥漿體的PH值及電解質(zhì)如氯化物及氯氣向混凝土的擴(kuò)散等因素所決定。通常情況下,由于混凝土內(nèi)提供了高堿的條件(PH約為12~12.5),在鐵的表面造成純化氧化膜,從而防止了腐蝕,當(dāng)維持水泥漿體中PH高值的氫氧化鈣受大氣碳化轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(方解石)時(shí),PH值下降,就可能引起鋼筋銹蝕。噴射混凝土的水灰比一般比較高(0.4~0.6),而且由于摻有速凝劑阻礙了CS后期的水化,妨礙了硅酸鹽水化物在單位面積內(nèi)達(dá)到大附著和凝聚所必須的緊密接觸,因此噴射混凝土中存在著裂縫和空穴等內(nèi)部缺陷。所以鋼筋銹蝕應(yīng)予重視,尤其是在噴射鋼纖維混凝土中。
2.4海水侵蝕
混凝土在海水中的破壞過程是若干物理及化學(xué)因素共同作用的結(jié)果。海水對混凝土的化學(xué)侵蝕主要是硫酸鎂侵蝕實(shí)際上是雙重腐蝕,它包括鎂鹽侵蝕和硫酸鹽侵蝕。另外,海水中的氯離子向混凝土內(nèi)滲透,使低潮位以上反復(fù)干濕的混凝土中的鋼筋發(fā)生嚴(yán)重銹蝕,結(jié)果發(fā)生體積膨脹,造成混凝土開裂。因此,海水對配筋噴射混凝土的銹蝕比對素噴射混凝土更為嚴(yán)重。為提高噴射混凝土抵抗海水侵蝕的能力,目前主要是采用密實(shí)不透水的噴射混凝土。
2.5混凝土耐久性的影響因素
降低水灰比的關(guān)鍵是采用高效減水劑。由于以氯氧熟料為主要原料的速凝劑占多數(shù),而這種速凝劑的主要缺點(diǎn)是堿性較大。通常的高效減水劑主要依賴于雙電層力來維持粒子的分散,而在高堿性的條件下,這種作用將難以得到有效的發(fā)揮。因此,迫切要求采用低堿性以及高性能的復(fù)合速凝劑。