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为什么混凝土会产生假凝现象?

时间:2024-08-12    来源:    作者:仪多多     

在混凝土施工领域,假凝现象犹如一个棘手难题,时常令工程人员感到头疼不已。尽管并非所有从业者都对这一现象有深入了解,但假凝对施工进程和混凝土整体质量的潜在影响却是毋庸置疑、不容忽视的。本文将深入剖析混凝土假凝现象的内在机理,细致探讨其产生的多重原因,并在此基础上,提出一系列针对性强、行之有效的解决方案,以期为实际工程提供有力指导。

一、水泥“假凝”现象

假凝,是水泥在特定条件下展现的一种异常早期固化或过早变硬的现象。这一现象并非水泥的正常凝结过程,其特点在于放热量极低,几乎可以忽略不计。值得注意的是,当遭遇假凝的水泥经过剧烈的搅拌之后,其浆体能够重新获得塑性,进而达到正常的凝结状态。这一过程虽然异常,但幸运的是,它对水泥的强度并无任何不利影响,不会削弱其结构性能。

假凝现象的产生与多种因素紧密相连,其成因复杂且多样。其中,一个被广泛认同的主要原因是水泥在粉磨过程中,由于磨内温度较高,导致二水石膏发生脱水反应,转变为半水石膏。这种转变是水泥出现假凝的先决条件。当这种经过高温处理的水泥与水混合后,半水石膏会迅速与水发生反应,重新水化成为二水石膏,并形成针状的结晶网状结构。这种结构的形成极大地改变了浆体的物理性质,使其迅速固化,从而引发假凝现象。

除此之外,水泥的化学成分也是导致假凝的重要因素。特别是某些含碱量较高的水泥,在拌水过程中,硫酸钾与二水石膏会发生化学反应,生成迅速长大的钾石膏。这种钾石膏的形成同样会导致浆体过早固化,造成假凝现象。

针对假凝现象,我们可以采取以下有效的处理方法:

1、精心选择适合的水泥品种,以确保其不易发生假凝。

2、在水泥中加入适量的添加剂,如减水剂或缓凝剂,以调整其凝结性能。

3、对出现假凝的水泥进行剧烈的搅拌,以破坏其针状结晶网状结构,使其恢复塑性。

二、混凝土“假凝”现象

假凝现象,是水泥在特定条件下所展现出的一种异常早期固化或过早变硬的行为。这种异常现象在水泥与水拌和的短短几分钟内便可显现,物料迅速呈现出凝结的状态。然而,假凝与快凝或闪凝是截然不同的两种现象。假凝过程中放出的热量极其微小,几乎可以忽略不计。更为重要的是,经过剧烈的搅拌之后,假凝的浆体能够重新获得塑性,并顺利达到正常的凝结状态,这一特点使得假凝现象对水泥的强度并无任何不利影响。

相比之下,快凝或闪凝现象则通常是由于缓凝剂使用不足所引起的。在这种情况下,浆体已经迅速获得了相当的强度,即使进行重拌处理,也无法再使其恢复塑性。

假凝浆体在经历重拌之后,其性质会发生显著变化。特别是当使用维卡仪进行测试时,可以观察到试针插入深度的变化,这一变化能够与正常凝结的浆体大致相近。这一特性表明,假凝浆体在经过适当处理后,其凝结状态有可能恢复到正常水平。快凝的水泥浆体在重拌后,其试针插入深度几乎不发生任何变化,显示出其凝结状态的稳定性和不可逆性。因此,从这一角度来看,假凝现象对水泥浆体的影响相较于快凝来说较为轻微。然而,尽管假凝的影响相对较小,但它仍然会给施工带来一定的困难。

假凝现象的产生是一个复杂的过程,与多种因素紧密相连。除了熟料中C3A含量偏高、石膏掺量较多等已知条件外,还有一个被广泛认同的主要原因:在水泥粉磨过程中,由于受到高温的影响,导致较多的二水石膏发生脱水反应,转变为半水石膏。这种转变是水泥出现假凝现象的重要先决条件。

当这种经过高温处理的水泥与水混合后,半水石膏会迅速溶解于水中,并且部分半水石膏会重新水化为二水石膏并析出。这个过程中,二水石膏会形成针状的结晶网状构造,这种构造的形成极大地改变了浆体的物理性质,使其迅速固化,从而引发假凝现象。

此外,对于某些含碱量较高的水泥,其内部的硫酸钾会与二水石膏发生特定的化学反应,即K2S04与CaS04·2H20反应生成K2S04·CaS04·H2O和H20。这个反应过程也会促使浆体过早固化,进一步加剧假凝现象的发生。

所生成的假石膏结晶在形成后会迅速长大,这一过程同样被视为造成假凝现象的一个重要原因。这些结晶的快速生长能够显著改变浆体的物理结构,从而导致其过早固化。

除此之外,值得注意的是,即使在浆体内并未形成由二水石膏等晶体连生而成的网状构造,有时也仍然会出现不正常的凝结现象。这一现象表明,假凝的形成机制并非仅限于晶体网状构造的生成,还可能涉及其他更为复杂的物理化学过程。

有研究者对此进行了深入探讨,并提出了一个新的观点:水泥颗粒各相的表面上,由于某些特定的原因而带有相反的电荷。这种电荷分布的不均匀性导致了颗粒间的相互作用,进而触发了假凝现象。这种假凝本质上是一种触变性行为,是水泥颗粒表面间复杂相互作用的结果。

实践表明,假凝现象在掺有混合材料的水泥中并不常见。这可能是由于混合材料的加入改变了水泥的化学成分和物理性质,从而降低了假凝现象的发生概率。在实际生产过程中,为了防止所掺的二水石膏发生脱水反应,导致假凝现象的产生,水泥粉磨过程中常采取必要的降温措施。这些措施有效地控制了磨内温度,减少了二水石膏脱水的可能性。

此外,为了进一步预防假凝现象,还可以尽量采用无水硫酸钙含量较高的石膏作为原料。这种石膏的稳定性较好,不易发生脱水反应,从而降低了假凝现象的风险。同时,将水泥适当存放一段时间,也可以让水泥中的化学成分更加稳定,减少假凝现象的发生。

在制备混凝土时,延长搅拌时间也是一个有效的措施。通过充分的搅拌,可以让水泥颗粒更加均匀地分散在水中,形成更加稳定的浆体结构,从而避免假凝现象的产生。




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