溫度、VC值及外加劑對碾壓混凝土凝結時間影響探討

[關鍵詞] RCC；溫度；VC值；凝結時間；外加劑

[中圖分類號] TV41 [文獻標識碼] B [文章編號] 1003-1510(2004)S0-0060-04

1 　概況

百色地處亞熱帶，高溫期長，碾壓混凝土不可避免的要在高溫條件下進行施工，為了解決輝綠巖砂石粉含量高和氣候炎熱對碾壓混凝土凝結時間造成的不利影響，需要進一步拓寬外加劑的種類，優(yōu)選適應高石粉含量輝綠巖砂和滿足高溫條件碾壓混凝土施工的緩凝高效減水劑，以保證工程進度和質(zhì)量。研究優(yōu)選的外加劑品種見表1。

　 對上述外加劑進行了摻外加劑混凝土性能試驗以及高溫碾壓混凝土凝結時間優(yōu)選試驗研究。

2 　摻外加劑混凝土性能試驗

摻外加劑混凝土性能試驗按照《混凝土外加劑》GB8076-1997進行。試驗條件:田東525^#中熱水泥，曲靖Ⅱ級粉煤灰，輝綠巖粗細骨料，輝綠巖砂FM=2.8 ，石粉含量22.5%。試驗參數(shù):水泥330kg/m³，砂率38%，骨料粒徑5～20mm，減水劑摻量分別采用0.8%，用水量應使坍落度達到7～9cm ，容重按2500kg/m³計算。摻外加劑混凝土性能試驗結果見表2。從表中數(shù)據(jù)看出，基準混凝土用水量高達224kg/m³ ，比國內(nèi)其它人工骨料用水量(一般為195～205kg/m³)多20kg/m³ 以上，反映了輝綠巖粗細骨料需水比是很大的。同時試驗結果表明:

減水率從大到小依次為： ZB-1RCC15>JM-Ⅱ>MTG>WG>BD- V>SR2>木鈣；泌水率比從優(yōu)到差依次為：ZB-1RCC15>WG>SR2>BD-V>木鈣>MTG>JM-Ⅱ；緩凝時間從長到短依次為：JM-Ⅱ>MTG>ZB-1RCC15>木鈣>BD-V>SR2>WG；抗壓強度比從高到低依次為：ZB- 1RCC15>JM-Ⅱ>MTG>WG>BD-V>SR2>木鈣。上述結果分析比較，ZB-1RCC15性能優(yōu)，JM-Ⅱ次之。雖然JM-Ⅱ，MTG，木鈣初凝時間差較長，但泌水率比大，泌水過大時，可以較大的延緩凝結時間。

3 　外加劑優(yōu)選

為了滿足碾壓混凝土高溫氣候條件施工要求，對提供研究的7種不同種類外加劑，進行了碾壓混凝土凝結時間外加劑優(yōu)選試驗研究。試驗條件:田東525^#中熱水泥，曲靖Ⅱ級粉煤灰，輝綠巖粗細骨料，輝綠巖砂FM=2.8，石粉含量22.5 %。二級配碾壓混凝土，水膠比0.50，粉煤灰摻量58%，砂率38%，VC值3～8s，容重2600kg/m³ ，試驗溫度24～26℃時。

摻不同種類外加劑碾壓混凝土凝結時間優(yōu)選試驗結果見表3，表中數(shù)據(jù)中可以看出:當外加劑摻量在0.8%時，碾壓混凝土初凝時間大于6 h的外加劑有:ZB-1RCC15 (7h 55min)，JM-Ⅱ(6h45 min)，木鈣(7h50min)；當外加劑摻量在1.0%時，碾壓混凝土初凝時間延長，ZB-1RCC15 (10h10min)，JM-Ⅱ(8h55min)，木鈣(9h35min)分別比摻量0.8初凝時間延長約2h。雖然木鈣凝結時間較長，但木鈣外加劑用水量大，強度很低。同時進行了高溫緩凝劑WG+ZB-1RCC15復合摻0.8%，初凝時間僅達到5h45min，而且用水量偏大為115kg/m³，說明高溫緩凝劑與輝綠巖的適應性很差。

　上述試驗結果說明，輝綠巖骨料的碾壓混凝土摻不同種類外加劑，凝結時間、減水率等是不同的。經(jīng)過分析研究，從滿足高溫氣候碾壓混凝土凝結時間、減水率、工作性等綜合性能比較，緩凝高效減水劑ZB-1RCC15摻0.8%時，可以滿足施工要求。同時進一步說明了輝綠巖骨料是影響外加劑性能的主要因素。

4 　外加劑摻量與凝結時間的關系

為了確定高溫氣候條件下，滿足施工要求的凝結時間外加劑摻量，對優(yōu)選的外加劑ZB-1RCC15進行了摻量與凝結時間關系試驗，輝綠巖砂石粉按20%配置，凝結時間試驗按室內(nèi)21～31℃，室外自然條件21～31℃條件進行，外加劑摻量與凝結時間關系試驗結果見表4 ，結果表明:

摻ZB-1RCC150.8%，碾壓混凝土二級配、三級配初凝時間室內(nèi)分別為6h40min， 5h50min，室外分別為4h45min，5h56min；

摻ZB-1RCC1.0%，碾壓混凝土二級配、三級配初凝時間室內(nèi)分別為8h11min ，7h 10min，室外分別為6h50min， 6h03min；摻ZB-1RCC 1.2%，碾壓混凝土Ⅲ級配初凝時間室內(nèi)為8h34min，室外為7h58min。

　  試驗數(shù)據(jù)表明:在外加劑相同摻量的情況下，碾壓混凝土二級配比三級配初凝時間延長約50min；隨外加劑摻量增加，初凝時間延長，當外加劑摻量從0.8%增加到1.0%時，初凝時間約延長1h ，即外加劑每增加0.1%，碾壓混凝土初凝時間約延長30 min 左右。

5 　VC 值與凝結時間的關系

當外加劑摻量不變，氣溫相同條件下，采用較小VC 值時，可延長初凝時間。VC值與凝結時間的關系試驗結果見表5，數(shù)據(jù)表明，當溫度在19～20℃時，VC值為5.0s， 6.0s，7.0s時，初凝時間分別5h30min，4h52min，4h39min ，VC值增大2s，初凝時間縮短約1h。結果說明：在氣溫相同的條件下，減小碾壓混凝土的VC值，可以相應延長初凝時間，即VC值每減小1s，初凝時間約延長30min。

6 　溫度、外加劑摻量與凝結時間的關系

為了研究溫度、外加劑摻量與凝結時間的關系，根據(jù)不同的氣溫條件進行了外加劑摻量與凝結時間的關系試驗研究，試驗結果見表6，表7，試驗結果表明:

試驗編號1-1～1-8 ，當ZB-1RCC摻量0.8%，氣溫分別在21℃，25℃，29℃，33℃，37℃時，碾壓混凝土初凝時間對應為5h30min，4h25min，3h25min，3h15min，2h30min，即氣溫上升16℃，初凝時間縮短約3h；試驗編號2-1～2-5 ，當ZB-1RCC摻量1.0%，氣溫分別在21℃，24℃，27℃，29℃，33℃時，碾壓混凝土初凝時間對應為8h15min，6h45min， 6h05min，5h4min，5h10min，即氣溫上升了12℃，初凝時間縮短約3h05min；試驗編號3-1～3-7，當ZB - 1RCC摻量1.5%，氣溫分別19℃，21℃，24℃，27℃，29℃，30℃，35 ℃時，碾壓混凝土初凝時間對應為14h55min，9h30min，7h53min，7h30min，6h25min， 6h，5h48min。即氣溫上升16℃，初凝時間縮短約9h。

　　綜上所述，碾壓混凝土拌和物VC 值基本相同的情況下，當外加劑摻量不同時，隨著溫度升高，碾壓混凝土凝結時間相應縮短，上午隨氣溫逐步升高，初凝時間縮短較快，下午隨氣溫逐步下降， 初凝時間縮短較慢；外加劑摻量增加，凝結時間延長，同時說明當氣溫大于25℃小于30℃時，ZB-1RCC摻量從0.8%提高到1.0%，可以滿足該高溫時段碾壓混凝土凝結時間施工要求。溫度、外加劑摻量與凝結時間的關系表現(xiàn)為：外加劑ZB-1RCC摻0.8%時，氣溫每升高1℃，初凝時間縮短約11min；外加劑ZB-1RCC摻1.0%時，氣溫每升高1℃，初凝時間縮短約15min；外加劑ZB-1RCC摻1.5%時，氣溫每升高1℃，初凝時間縮短約34min。

7 　結語

(1) 輝綠巖骨料的碾壓混凝土摻不同種類外加劑，凝結時間、減水率等是不同的，研究表明，緩凝高效減水劑ZB-1RCC摻0.8%時，可以滿足凝結時間施工要求。

(2) 在外加劑相同摻量的情況下，碾壓混凝土二級配比三級配初凝時間有所延長，隨外加劑摻量增加，初凝時間延長；當外加劑摻量每增加0.1% ，初凝時間約延長30min。

(3) 在氣溫相同的條件下，減小碾壓混凝土的VC值，可以相應延長凝結時間，即VC 值每減小1s，初凝時間約延長30min。

(4) 外加劑ZB-1RCC摻0.8%時，氣溫每升高1℃，初凝時間縮短約11min；同時說明當氣溫大于25℃時，ZB-1RCC摻量從0.8%提高到1.0% ，就可以滿足高溫碾壓混凝土施工要求。

(5) 根據(jù)上述結論，高溫氣候，保持配合比參數(shù)不變，只增加外加劑摻量，達到減小VC值，延長凝結時間的作用，此方法簡單易行，便于操作。當氣溫低于25℃時， ZB-1RCC采用0.8%摻量；當氣溫大于25℃小于30℃時，ZB-1RCC摻量從0.8%提高到1.0%，就可以滿足高溫碾壓混凝土施工要求。