水灰比對水泥凈漿凝結時間的影響

施瀟韻

（中國建材檢驗認證集團浙江有限公司， 浙江 杭州 310000）

前言：在對水灰比對水泥凈漿凝結時間產生的影響進行分析時，可主要采取維卡儀法，將水泥凈漿作為研究對象，結合水泥水化機理，進一步闡述水灰比對水泥凈漿凝結時間造成影響的原因。水泥凝結時間的明確對工程施工的順利開展有重要意義，通過加強對水灰比對水泥凈漿凝結時間的研究，可對混凝土運輸時間作出合理判斷，避免施工過程中出現水泥凝結硬化的問題，具有較強的研究價值。

1 水泥凈漿的凝結硬化闡述

當水泥注水攪拌后將發生劇烈的水化反應，不僅會造成水泥漿中自由水成分有所減少，降低水泥自身的潤滑作用，還會在水分逐漸減少的情況下，使得水化產物在凈漿內很快達到飽和狀態，當處于過飽和狀態時會導致水化產物不斷析出，使得水泥顆粒外表面上覆蓋物厚度不斷增大，從而造成水泥凈漿中各顆粒間距離逐漸縮短，大量固體顆粒將互相連接成骨架結構[1]。這種情況下，水泥凈漿會逐漸失去塑性，并且硬度不斷提高，這種現象便被稱為水泥的初凝。當加入水泥中的石膏逐漸被消耗，則水泥固體顆粒間會相互靠近，并連接形成骨架結構。水泥凈漿的塑性將逐漸消失，直至水泥的終凝。隨著水泥水化過程的不斷進行，溶液中將不斷出現新的水化物，當水泥漿內部結構的孔隙被這些新生水化物填入和加固時，則發生水泥漿的凝結過程。水泥凝結后的強度有明顯增加，并逐漸形成硬度較高的水泥石，即是進行水泥漿的硬化過程。

造成水泥漿凝結硬化的影響因素較多，可將這些因素簡單劃分為外部因素和內部因素，其中內部因素包括水泥原材料的礦物組成、石膏摻量和熟料細度等；外部因素主要包括養護時間、養護溫度和水灰比等。現假定其余因素不變，通過改變水灰比，來判斷水灰比對水泥漿凝結時間的影響。水灰比指的是水泥凈漿中的水與水泥的質量比。水灰比較低的試驗樣品中水泥固體顆粒間距離較小，并且單位體積樣品中水泥顆粒含量較多，單位時間及單位體積內的水化產物數量增加明顯，水化產物在較短的水化反應時間內便可構成凝聚體結構，具有降低孔隙度和提高孔的曲折度的作用[2]。而水灰比較高的水泥樣品中各固體顆粒間初始分隔距離較大，因此，水化產物形成凝聚體將需要更長時間，從這一角度來看，低水灰比的漿體凝結硬化速度較快。

2 水泥漿體凝結時間對施工質量的重要性

對于混凝土施工來講，通常要求混凝土凝結時間長一些，確?；炷劣谐渥愕倪\輸、攪拌和澆筑時間，這些施工環節需要在混凝土初凝前完成。在混凝土初凝后，還需要對混凝土終凝時間進行合理控制，終凝時間越短，則混凝土漿體凝結時間越短，有利于提高施工速度，并能盡快增加混凝土強度，方便之后施工環節的開展。而對于澆筑體積較大的施工結構，應合理控制混凝土濕度，防止由于濕度較低導致的漿體開裂，這時需要盡可能使水泥水化速度較慢，延長初凝與終凝的時間間隔?；炷脸跄两K凝的過程中，是進行水化反應的過程，將放出一定熱量，通過適當延緩水泥水化，將增加水泥漿體凝結間隔時間。

3 試驗方法

為了準確掌握水灰比對水泥凈漿凝結時間的影響，可采取維卡儀法來測定水泥漿的凝結硬化時間，保證試驗結果的準確性。將維卡儀初凝時間測定指針調零后，分別選擇不同水灰比對照標準，來制備水泥凈漿。本試驗主要選擇32.5的水泥，根據0.25、0.30、0.35、0.40等不同參照標準稠度來拌制水泥漿，再將其放入提前準備的試模中，并在各試樣振動壓實后刮平，之后采取養護操作，將試樣放入溫度在20℃、濕度≥95%的養護設備中。在進行初凝時間測定時，需要按照以下試驗步驟進行：將試樣在養護設施中養護到加水之后的30min，進行首次測定并記錄測定結果。測定過程中，需要從養護設施中取出試件并放在測定試針上，降低試針使其與水泥漿表面接觸，在擰緊試針螺絲1-2秒后，放松試針，則試針將垂直進入水泥凈漿中，觀察試針釋放30秒或停止下降時指針讀數，在試針沉降至距底面玻璃板4mm時，表明是水泥漿初凝狀態。在終凝時間測定上，需要在水泥漿凝結后，將初凝試針換為終凝試針，當試針下降到溶液中0.5mm厚度時，試針中環形附件在液體上不會留下痕跡，這一過程花費的時間則為水泥終凝時間。通過上述試驗過程的開展，能對不同水灰比下的水泥漿初終凝時間有所掌握。

4 水灰比對水泥漿凝結硬化時間產生的影響

在對試驗結果進行分析后，可得出四組不同水灰比情況下水泥凈漿的終凝和初凝時間，以及試針隨著時間推移進入溶液內深度變化情況。數據結果表明：隨著水灰比的增加，水泥凈漿初凝時間以及終凝時間都將有所增加。本文選擇32.5級水泥漿作為試驗對象，比較分析不同水灰比數值下凝結硬化時間的變化情況。隨著水灰比的減少，凝結時間隨之縮短。這一現象產生原因主要與水泥漿凝結硬化機理有關，當水灰比較小時，則水泥顆粒間距離較小，容易形成骨架結構，使得凝結時間有所減少。水灰比越大，水泥凈漿凝結時需要水化產物填充的結構孔隙越多，將造成凝結硬化時間的延長。水泥凈漿凝結硬化時間長短主要由水泥漿水化產物產生速度和數量決定，水花產物凝聚后將形成凝聚網狀結構，會促使水泥漿發生改變，使得漿體塑性降低，并逐步硬化。

水灰比對水泥漿凝結時間有一定影響，主要與其對漿體流動度影響有關。水泥漿體流動情況很大程度由水灰比決定。通常情況下，水灰比越大，則水泥凈漿中水分較多，流動度相對較大。當水灰比較小時，將導致水泥漿體干稠，造成攪拌混凝土無法順利澆筑，并且不能保證水泥漿硬化之后的密實度，對工程施工整體質量有不利影響[3]。這種情況下，需要適當增加水量來增加水灰比，可有效提高水泥漿體的流動度，但是需要嚴格控制水灰比，避免由于泌水現象造成水泥漿體穩固性降低。通過對水泥砂漿中水灰比進行合理范圍的確定，能確保水泥凈漿流動度滿足施工需求。并且在水泥漿體流動度得到有效控制的基礎上，能有效實現水泥漿凝結時間的合理化。具體來說，水灰比對水泥漿凝結時間有明顯影響，通過相關試驗研究，能得出水灰比越大，則水泥凈漿凝結時間越大的結論，同時從水灰比對漿體流動度的影響這一角度出發，可發現隨著水灰比的增大，則漿體流動性有所增強，其中流動度是混凝土施工過程中需要重點關注的內容，要求結合實際工程需求，適當增加水泥漿體中水量。通過對混凝土漿體流動度有所掌握的情況下，可保證對水泥漿體凝結時間進行有效控制。

結論：綜上所述，水泥凈漿凝結時間對混凝土施工質量有顯著影響，為了取得理想的施工效果，有必要從影響水泥凈漿凝結時間的相關因素著手，充分掌握這些因素的影響機理，以便采取相應的解決措施。本文主要針對水灰比對水泥凝結時間的影響展開分析，利用相關試驗，可得出水灰比越大，則混凝土初凝時間及終凝時間有所減少的結論。針對這一研究成果，可進一步在施工過程中選擇恰當的施工手段。