温度、VC值及外加剂对碾压混凝土凝结时间影响探讨

[关键词] RCC；温度；VC值；凝结时间；外加剂

[中图分类号] TV41 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1510(2004)S0-0060-04

1 　概况

百色地处亚热带，高温期长，碾压混凝土不可避免的要在高温条件下进行施工，为了解决辉绿岩砂石粉含量高和气候炎热对碾压混凝土凝结时间造成的不利影响，需要进一步拓宽外加剂的种类，优选适应高石粉含量辉绿岩砂和满足高温条件碾压混凝土施工的缓凝高效减水剂，以保证工程进度和质量。研究优选的外加剂品种见表1。

　 对上述外加剂进行了掺外加剂混凝土性能试验以及高温碾压混凝土凝结时间优选试验研究。

2 　掺外加剂混凝土性能试验

掺外加剂混凝土性能试验按照《混凝土外加剂》GB8076-1997进行。试验条件:田东525^#中热水泥，曲靖Ⅱ级粉煤灰，辉绿岩粗细骨料，辉绿岩砂FM=2.8 ，石粉含量22.5%。试验参数:水泥330kg/m³，砂率38%，骨料粒径5～20mm，减水剂掺量分别采用0.8%，用水量应使坍落度达到7～9cm ，容重按2500kg/m³计算。掺外加剂混凝土性能试验结果见表2。从表中数据看出，基准混凝土用水量高达224kg/m³ ，比国内其它人工骨料用水量(一般为195～205kg/m³)多20kg/m³ 以上，反映了辉绿岩粗细骨料需水比是很大的。同时试验结果表明:

减水率从大到小依次为： ZB-1RCC15>JM-Ⅱ>MTG>WG>BD- V>SR2>木钙；泌水率比从优到差依次为：ZB-1RCC15>WG>SR2>BD-V>木钙>MTG>JM-Ⅱ；缓凝时间从长到短依次为：JM-Ⅱ>MTG>ZB-1RCC15>木钙>BD-V>SR2>WG；抗压强度比从高到低依次为：ZB- 1RCC15>JM-Ⅱ>MTG>WG>BD-V>SR2>木钙。上述结果分析比较，ZB-1RCC15性能优，JM-Ⅱ次之。虽然JM-Ⅱ，MTG，木钙初凝时间差较长，但泌水率比大，泌水过大时，可以较大的延缓凝结时间。

3 　外加剂优选

为了满足碾压混凝土高温气候条件施工要求，对提供研究的7种不同种类外加剂，进行了碾压混凝土凝结时间外加剂优选试验研究。试验条件:田东525^#中热水泥，曲靖Ⅱ级粉煤灰，辉绿岩粗细骨料，辉绿岩砂FM=2.8，石粉含量22.5 %。二级配碾压混凝土，水胶比0.50，粉煤灰掺量58%，砂率38%，VC值3～8s，容重2600kg/m³ ，试验温度24～26℃时。

掺不同种类外加剂碾压混凝土凝结时间优选试验结果见表3，表中数据中可以看出:当外加剂掺量在0.8%时，碾压混凝土初凝时间大于6 h的外加剂有:ZB-1RCC15 (7h 55min)，JM-Ⅱ(6h45 min)，木钙(7h50min)；当外加剂掺量在1.0%时，碾压混凝土初凝时间延长，ZB-1RCC15 (10h10min)，JM-Ⅱ(8h55min)，木钙(9h35min)分别比掺量0.8初凝时间延长约2h。虽然木钙凝结时间较长，但木钙外加剂用水量大，强度很低。同时进行了高温缓凝剂WG+ZB-1RCC15复合掺0.8%，初凝时间仅达到5h45min，而且用水量偏大为115kg/m³，说明高温缓凝剂与辉绿岩的适应性很差。

　上述试验结果说明，辉绿岩骨料的碾压混凝土掺不同种类外加剂，凝结时间、减水率等是不同的。经过分析研究，从满足高温气候碾压混凝土凝结时间、减水率、工作性等综合性能比较，缓凝高效减水剂ZB-1RCC15掺0.8%时，可以满足施工要求。同时进一步说明了辉绿岩骨料是影响外加剂性能的主要因素。

4 　外加剂掺量与凝结时间的关系

为了确定高温气候条件下，满足施工要求的凝结时间外加剂掺量，对优选的外加剂ZB-1RCC15进行了掺量与凝结时间关系试验，辉绿岩砂石粉按20%配置，凝结时间试验按室内21～31℃，室外自然条件21～31℃条件进行，外加剂掺量与凝结时间关系试验结果见表4 ，结果表明:

掺ZB-1RCC150.8%，碾压混凝土二级配、三级配初凝时间室内分别为6h40min， 5h50min，室外分别为4h45min，5h56min；

掺ZB-1RCC1.0%，碾压混凝土二级配、三级配初凝时间室内分别为8h11min ，7h 10min，室外分别为6h50min， 6h03min；掺ZB-1RCC 1.2%，碾压混凝土Ⅲ级配初凝时间室内为8h34min，室外为7h58min。

　  试验数据表明:在外加剂相同掺量的情况下，碾压混凝土二级配比三级配初凝时间延长约50min；随外加剂掺量增加，初凝时间延长，当外加剂掺量从0.8%增加到1.0%时，初凝时间约延长1h ，即外加剂每增加0.1%，碾压混凝土初凝时间约延长30 min 左右。

5 　VC 值与凝结时间的关系

当外加剂掺量不变，气温相同条件下，采用较小VC 值时，可延长初凝时间。VC值与凝结时间的关系试验结果见表5，数据表明，当温度在19～20℃时，VC值为5.0s， 6.0s，7.0s时，初凝时间分别5h30min，4h52min，4h39min ，VC值增大2s，初凝时间缩短约1h。结果说明：在气温相同的条件下，减小碾压混凝土的VC值，可以相应延长初凝时间，即VC值每减小1s，初凝时间约延长30min。

6 　温度、外加剂掺量与凝结时间的关系

为了研究温度、外加剂掺量与凝结时间的关系，根据不同的气温条件进行了外加剂掺量与凝结时间的关系试验研究，试验结果见表6，表7，试验结果表明:

试验编号1-1～1-8 ，当ZB-1RCC掺量0.8%，气温分别在21℃，25℃，29℃，33℃，37℃时，碾压混凝土初凝时间对应为5h30min，4h25min，3h25min，3h15min，2h30min，即气温上升16℃，初凝时间缩短约3h；试验编号2-1～2-5 ，当ZB-1RCC掺量1.0%，气温分别在21℃，24℃，27℃，29℃，33℃时，碾压混凝土初凝时间对应为8h15min，6h45min， 6h05min，5h4min，5h10min，即气温上升了12℃，初凝时间缩短约3h05min；试验编号3-1～3-7，当ZB - 1RCC掺量1.5%，气温分别19℃，21℃，24℃，27℃，29℃，30℃，35 ℃时，碾压混凝土初凝时间对应为14h55min，9h30min，7h53min，7h30min，6h25min， 6h，5h48min。即气温上升16℃，初凝时间缩短约9h。

　　综上所述，碾压混凝土拌和物VC 值基本相同的情况下，当外加剂掺量不同时，随着温度升高，碾压混凝土凝结时间相应缩短，上午随气温逐步升高，初凝时间缩短较快，下午随气温逐步下降， 初凝时间缩短较慢；外加剂掺量增加，凝结时间延长，同时说明当气温大于25℃小于30℃时，ZB-1RCC掺量从0.8%提高到1.0%，可以满足该高温时段碾压混凝土凝结时间施工要求。温度、外加剂掺量与凝结时间的关系表现为：外加剂ZB-1RCC掺0.8%时，气温每升高1℃，初凝时间缩短约11min；外加剂ZB-1RCC掺1.0%时，气温每升高1℃，初凝时间缩短约15min；外加剂ZB-1RCC掺1.5%时，气温每升高1℃，初凝时间缩短约34min。

7 　结语

(1) 辉绿岩骨料的碾压混凝土掺不同种类外加剂，凝结时间、减水率等是不同的，研究表明，缓凝高效减水剂ZB-1RCC掺0.8%时，可以满足凝结时间施工要求。

(2) 在外加剂相同掺量的情况下，碾压混凝土二级配比三级配初凝时间有所延长，随外加剂掺量增加，初凝时间延长；当外加剂掺量每增加0.1% ，初凝时间约延长30min。

(3) 在气温相同的条件下，减小碾压混凝土的VC值，可以相应延长凝结时间，即VC 值每减小1s，初凝时间约延长30min。

(4) 外加剂ZB-1RCC掺0.8%时，气温每升高1℃，初凝时间缩短约11min；同时说明当气温大于25℃时，ZB-1RCC掺量从0.8%提高到1.0% ，就可以满足高温碾压混凝土施工要求。

(5) 根据上述结论，高温气候，保持配合比参数不变，只增加外加剂掺量，达到减小VC值，延长凝结时间的作用，此方法简单易行，便于操作。当气温低于25℃时， ZB-1RCC采用0.8%掺量；当气温大于25℃小于30℃时，ZB-1RCC掺量从0.8%提高到1.0%，就可以满足高温碾压混凝土施工要求。