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2018年08月09日 11:20:04
水灰比对水泥净浆凝结时间的影响
水灰比对水泥净浆凝结时间的影响
施潇韵
(中国建材检验认证集团浙江有限公司, 浙江 杭州 310000)
中图分类号:TQ172 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2018)04-0001-01
摘要:水泥净浆凝结时间是实际工程施工中需要严格控制的一个环节,对施工质量有直接影响。其中水灰比是影响混凝土
凝结时间的主要因素,需要加强对它的研究。本文主要利用维卡仪法进行混凝土凝结时间的测定,以便在分析试验结果的基础
上,实现对水泥浆体凝结时间的有效控制,是提高施工质量的重要基础。
关键词:水灰比;初凝时间;水泥净浆
前言:在对水灰比对水泥净浆凝结时间产生的影响进行分析时,可主要采取
维卡仪法,将水泥净浆作为研究对象,结合水泥水化机理,进一步阐述水灰比对
水泥净浆凝结时间造成影响的原因。水泥凝结时间的明确对工程施工的顺利开展
有重要意义,通过加强对水灰比对水泥净浆凝结时间的研究,可对混凝土运输时
间作出合理判断,避免施工过程中出现水泥凝结硬化的问题,具有较强的研究价
值。
一、水泥净浆的凝结硬化阐述
当水泥注水搅拌后将发生剧烈的水化反应,不仅会造成水泥浆中自由水成分
有所减少,降低水泥自身的润滑作用,还会在水分逐渐减少的情况下,使得水化
产物在净浆内很快达到饱和状态,当处于过饱和状态时会导致水化产物不断析出,
使得水泥颗粒外表面上覆盖物厚度不断增大,从而造成水泥净浆中各颗粒间距离
逐渐缩短,大量固体颗粒将互相连接成骨架结构[1]。这种情况下,水泥净浆会逐渐
失去塑性,并且硬度不断提高,这种现象便被称为水泥的初凝。当加入水泥中的
石膏逐渐被消耗,则水泥固体颗粒间会相互靠近,并连接形成骨架结构。水泥净
浆的塑性将逐渐消失,直至水泥的终凝。随着水泥水化过程的不断进行,溶液中
将不断出现新的水化物,当水泥浆内部结构的孔隙被这些新生水化物填入和加固
时,则发生水泥浆的凝结过程。水泥凝结后的强度有明显增加,并逐渐形成硬度
较高的水泥石,即是进行水泥浆的硬化过程。
造成水泥浆凝结硬化的影响因素较多,可将这些因素简单划分为外部因素和
内部因素,其中内部因素包括水泥原材料的矿物组成、石膏掺量和熟料细度等;
外部因素主要包括养护时间、养护温度和水灰比等。现假定其余因素不变,通过
改变水灰比,来判断水灰比对水泥浆凝结时间的影响。水灰比指的是水泥净浆中
的水与水泥的质量比。水灰比较低的试验样品中水泥固体颗粒间距离较小,并且
单位体积样品中水泥颗粒含量较多,单位时间及单位体积内的水化产物数量增加
明显,水化产物在较短的水化反应时间内便可构成凝聚体结构,具有降低孔隙度
和提高孔的曲折度的作用[2]。而水灰比较高的水泥样品中各固体颗粒间初始分隔距
离较大,因此,水化产物形成凝聚体将需要更长时间,从这一角度来看,低水灰
比的浆体凝结硬化速度较快。
二、水泥浆体凝结时间对施工质量的重要性
对于混凝土施工来讲,通常要求混凝土凝结时间长一些,确保混凝土有充足
的运输、搅拌和浇筑时间,这些施工环节需要在混凝土初凝前完成。在混凝土初
凝后,还需要对混凝土终凝时间进行合理控制,终凝时间越短,则混凝土浆体凝
结时间越短,有利于提高施工速度,并能尽快增加混凝土强度,方便之后施工环
节的开展。而对于浇筑体积较大的施工结构,应合理控制混凝土湿度,防止由于
湿度较低导致的浆体开裂,这时需要尽可能使水泥水化速度较慢,延长初凝与终
凝的时间间隔。混凝土初凝至终凝的过程中,是进行水化反应的过程,将放出一
定热量,通过适当延缓水泥水化,将增加水泥浆体凝结间隔时间。
三、试验方法
为了准确掌握水灰比对水泥净浆凝结时间的影响,可采取维卡仪法来测定水
泥浆的凝结硬化时间,保证试验结果的准确性。将维卡仪初凝时间测定指针调零
后,分别选择不同水灰比对照标准,来制备水泥净浆。本试验主要选择32.5 的水
泥,根据0.25、0.30、0.35、0.40 等不同参照标准稠度来拌制水泥浆,再将其放入
提前准备的试模中,并在各试样振动压实后刮平,之后采取养护操作,将试样放
入温度在20℃、湿度. 95%的养护设备中。在进行初凝时间测定时,需要按照以
下试验步骤进行:将试样在养护设施中养护到加水之后的30min,进行首次测定并
记录测定结果。测定过程中,需要从养护设施中取出试件并放在测定试针上,降
低试针使其与水泥浆表面接触,在拧紧试针螺丝1-2 秒后,放松试针,则试针将
垂直进入水泥净浆中,观察试针释放30 秒或停止下降时指针读数,在试针沉降至
距底面玻璃板4mm 时,表明是水泥浆初凝状态。在终凝时间测定上,需要在水泥
浆凝结后,将初凝试针换为终凝试针,当试针下降到溶液中0.5mm 厚度时,试针
中环形附件在液体上不会留下痕迹,这一过程花费的时间则为水泥终凝时间。通
过上述试验过程的开展,能对不同水灰比下的水泥浆初终凝时间有所掌握。
四、水灰比对水泥浆凝结硬化时间产生的影响
在对试验结果进行分析后,可得出四组不同水灰比情况下水泥净浆的终凝和
初凝时间,以及试针随着时间推移进入溶液内深度变化情况。数据结果表明:随
着水灰比的增加,水泥净浆初凝时间以及终凝时间都将有所增加。本文选择32.5
级水泥浆作为试验对象,比较分析不同水灰比数值下凝结硬化时间的变化情况。
随着水灰比的减少,凝结时间随之缩短。这一现象产生原因主要与水泥浆凝结硬
化机理有关,当水灰比较小时,则水泥颗粒间距离较小,容易形成骨架结构,使
得凝结时间有所减少。水灰比越大,水泥净浆凝结时需要水化产物填充的结构孔
隙越多,将造成凝结硬化时间的延长。水泥净浆凝结硬化时间长短主要由水泥浆
水化产物产生速度和数量决定,水花产物凝聚后将形成凝聚网状结构,会促使水
泥浆发生改变,使得浆体塑性降低,并逐步硬化。
水灰比对水泥浆凝结时间有一定影响,主要与其对浆体流动度影响有关。水
泥浆体流动情况很大程度由水灰比决定。通常情况下,水灰比越大,则水泥净浆
中水分较多,流动度相对较大。当水灰比较小时,将导致水泥浆体干稠,造成搅
拌混凝土无法顺利浇筑,并且不能保证水泥浆硬化之后的密实度,对工程施工整
体质量有不利影响[3]。这种情况下,需要适当增加水量来增加水灰比,可有效提高
水泥浆体的流动度,但是需要严格控制水灰比,避免由于泌水现象造成水泥浆体
稳固性降低。通过对水泥砂浆中水灰比进行合理范围的确定,能确保水泥净浆流
动度满足施工需求。并且在水泥浆体流动度得到有效控制的基础上,能有效实现
水泥浆凝结时间的合理化。具体来说,水灰比对水泥浆凝结时间有明显影响,通
过相关试验研究,能得出水灰比越大,则水泥净浆凝结时间越大的结论,同时从
水灰比对浆体流动度的影响这一角度出发,可发现随着水灰比的增大,则浆体流
动性有所增强,其中流动度是混凝土施工过程中需要重点关注的内容,要求结合
实际工程需求,适当增加水泥浆体中水量。通过对混凝土浆体流动度有所掌握的
情况下,可保证对水泥浆体凝结时间进行有效控制。
结论:综上所述,水泥净浆凝结时间对混凝土施工质量有显著影响,为了取
得理想的施工效果,有必要从影响水泥净浆凝结时间的相关因素着手,充分掌握
这些因素的影响机理,以便采取相应的解决措施。本文主要针对水灰比对水泥凝
结时间的影响展开分析,利用相关试验,可得出水灰比越大,则混凝土初凝时间
及终凝时间有所减少的结论。针对这一研究成果,可进一步在施工过程中选择恰
当的施工手段。

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