混凝土是建設(shè)工程最大宗的材料之一。在混凝土生產(chǎn)中，由于各種原因時(shí)常發(fā)生超緩凝的混凝土20h 甚至更長(zhǎng)時(shí)間不凝固的現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要有兩種：①緩凝劑超出正常摻量范圍，俗稱超摻；②由于水泥與粉煤灰、礦渣粉錯(cuò)倉(cāng)，即粉煤灰或礦渣粉等摻合料在原材料進(jìn)倉(cāng)時(shí)錯(cuò)誤的進(jìn)到水泥倉(cāng)中，或者由于技術(shù)員的操作錯(cuò)誤，將粉煤灰、礦渣粉當(dāng)做水泥使用，這兩種情況俗稱水泥與粉煤灰、礦渣粉“錯(cuò)倉(cāng)”。這兩種原因的混凝土不凝結(jié)后果是不一樣的，在目前普遍使用葡萄糖酸鈉作為緩凝劑的情況，超摻導(dǎo)致的混凝土不凝結(jié)一般是短暫的，隨著齡期的增長(zhǎng)，混凝土一般都會(huì)凝結(jié)，后期強(qiáng)度略有下降，超摻量較大時(shí)，強(qiáng)度下降顯著，會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量；水泥錯(cuò)倉(cāng)會(huì)導(dǎo)致混凝土配合比中沒(méi)有水泥，混凝土不會(huì)凝結(jié)，影響施工質(zhì)量，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。

工程中出現(xiàn)混凝土長(zhǎng)期不凝結(jié)時(shí)，如何快速判斷出混凝土不凝結(jié)原因，對(duì)于保證工期、工程質(zhì)量以及減少工程各方經(jīng)濟(jì)損失意義重大。本文提出了一種可以快速判斷混凝土不凝結(jié)原因方法，且只需測(cè)試pH 值、Na火焰光度計(jì)即可判斷，儀器常規(guī)，方法簡(jiǎn)便，有利于工程各方快速找出原因，及時(shí)處理。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

水泥采用P ·O42.5級(jí)水泥；粉煤灰采用Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度16%，需水量97.8%；礦粉采用S95級(jí)，比表面積428m2/kg ，28d活性指數(shù)105%。水泥、粉煤灰和礦粉的化學(xué)組成見(jiàn)表1。細(xì)骨料采用Ⅱ區(qū)級(jí)配的河砂，粗骨料采用5～31.5mm 連續(xù)級(jí)配花崗巖碎石；減水劑采用高性能聚羧酸減水劑，減水率≥25%。

1.2 試驗(yàn)方法

本文提出的快速判斷混凝土不凝結(jié)原因的方法步驟如下：

第一步，對(duì)不凝結(jié)混凝土取樣適量，過(guò)2.36mm 篩，篩去粗骨料，取篩下100g，加入無(wú)水乙醇終止水化。

第二步，采用工程所用相同批次、種類材料配制三組參照：①正常膠凝材料組成配比的混凝土與不凝結(jié)混凝土的設(shè)計(jì)配合比相同，試驗(yàn)組號(hào)為 A；②將①中的水泥全部用粉煤灰替代，其他不變，試驗(yàn)組號(hào)為B；③將①中的水泥全部用礦渣粉替代，其他不變，試驗(yàn)組號(hào)為C。

配制后齡期為20h 時(shí)，按第一步處置。

第三步，對(duì)上述第一步和第二步所取樣品處置如下：

（1 ）采用去離子水200mL充分?jǐn)嚢?，?wù)必使砂表面裹附的膠凝材料與水化產(chǎn)物充分分散在溶液中，倒出面上的渾濁液100mL。

（2 ）對(duì)渾濁液進(jìn)行抽濾，取50mL抽濾液進(jìn)行pH值的測(cè)試，測(cè)量不少于10次，取平均值，并計(jì)算不確定度。為了濃度便于測(cè)試，可進(jìn)行相同倍數(shù)的稀釋。

第四步，將待測(cè)樣的pH 值與參照樣對(duì)比，進(jìn)行判斷：若pH（待測(cè)樣）與pH（A）接近（以pH值相差±0.1為準(zhǔn)，或以不確定度區(qū)間判斷），則判斷為可能是緩凝劑超摻，而水泥為正常值；若pH（待測(cè)樣）與pH（B）或pH（C）接近，則判定為水泥錯(cuò)倉(cāng)。第五步，若緩凝劑為葡萄糖酸鈉，可采用第二步的方法，配制不同緩凝劑超摻倍數(shù)的混凝土進(jìn)行Na元素火焰光度計(jì)法測(cè)試，推測(cè)待測(cè)樣的緩凝劑超摻倍數(shù)和預(yù)估凝結(jié)時(shí)間。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同配比水泥凈漿pH值或Na濃度測(cè)試

由于水泥水化將產(chǎn)生大量的Ca （OH）2，使溶液成堿性；而粉煤灰、礦渣粉的水化是消耗OH -。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)不同膠凝材料組成以及緩凝劑分別超摻1 倍、2倍、3倍、5倍、7倍，測(cè)試其水泥漿稀釋液pH與Na元素含量，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2 試驗(yàn)編號(hào)1～5 的pH值可以看出，隨著緩凝劑超摻倍數(shù)的增加，水泥凈漿24h的pH值基本沒(méi)有變化，表明緩凝劑超摻7倍范圍內(nèi)的超摻對(duì)齡期為20h的混凝土溶液pH無(wú)顯著影響；從試驗(yàn)編號(hào)1～7 的pH值可以看出，水泥量一定時(shí)（如試驗(yàn)編號(hào)6水泥量為膠凝材料的60%，相當(dāng)于C15混凝土的膠凝材料用量），溶液的pH值均在11.9以上。

試驗(yàn)編號(hào)7 ，即水泥摻量約為膠凝材料的20%時(shí)，pH值有所下降；對(duì)比試驗(yàn)編號(hào)1～7 與試驗(yàn)編號(hào)8~9的pH值可知，在未摻入水泥時(shí)，溶液pH值明顯低于摻入水泥的配比。上述試驗(yàn)表明，緩凝劑超摻時(shí)，對(duì)20h不凝混凝土的pH無(wú)顯著影響，水泥被粉煤灰、礦渣粉完全替代，即水泥錯(cuò)倉(cāng)情況下，混凝土的pH有顯著差異。

通過(guò)采用Na 火焰光度計(jì)測(cè)試緩凝劑超摻情況下稀釋液濃度發(fā)現(xiàn)，緩凝劑摻量越高，稀釋液中鈉元素含量越高。從表2試驗(yàn)編號(hào)1～7 的Na元素火焰光度計(jì)法檢測(cè)濃度與緩凝劑超摻倍數(shù)的關(guān)系，進(jìn)行線性回歸，回歸曲線見(jiàn)圖1。

由圖1 可以看出，超摻倍數(shù)與檢測(cè)濃度成線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R2=0.997，且相關(guān)度非常高。試驗(yàn)所用水泥、水與減水劑混入稀釋液的鈉元素含量為4.935mg/L，所用材料中鈉元素可充分釋放于溶液中，同時(shí)，所用材料對(duì)鈉離子的干擾效應(yīng)較小，試驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，在所用原料沒(méi)有較大變動(dòng)的情況下，試驗(yàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)不大。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，可以通過(guò)溶液Na元素火焰光度計(jì)法檢測(cè)濃度推測(cè)緩凝劑超摻倍數(shù)。

2.2 不同緩凝劑超摻倍數(shù)對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響

以建筑工程項(xiàng)目最常見(jiàn)的C40 混凝土配合比為基準(zhǔn)，以緩凝劑超摻倍數(shù)為2倍、5倍、10倍配制不同混凝土，并測(cè)試凝結(jié)時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。對(duì)不同緩凝劑超摻倍數(shù)的混凝土60d強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。從表4的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用葡萄糖酸鈉作為緩凝劑時(shí)，隨著超摻倍數(shù)的增加，混凝土凝結(jié)時(shí)間大幅度增加。在超摻10倍時(shí)，混凝土在38d左右凝結(jié)。對(duì)60d試件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試結(jié)果表明，隨著超摻倍數(shù)的增加，混凝土60d抗壓強(qiáng)度有一定程度的降低，但影響較小，緩凝劑超摻10倍時(shí)，混凝土60d強(qiáng)度也可達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)值的1.14倍。

3 結(jié)論

（1 ）試驗(yàn)超摻倍數(shù)在7倍范圍內(nèi)，緩凝劑的超摻對(duì)24h齡期混凝土的pH無(wú)顯著影響；水泥被粉煤灰、礦渣粉完全替代，即水泥錯(cuò)倉(cāng)情況下，混凝土的溶液pH有顯著差異。

（2 ）混凝土配制溶液Na元素火焰光度計(jì)法的檢測(cè)濃度與緩凝劑超摻倍數(shù)成線性正相關(guān)，可以通過(guò)溶液Na元素火焰光度計(jì)法檢測(cè)混凝土配制溶液的濃度，推測(cè)緩凝劑超摻倍數(shù)。

（3 ）采用葡萄糖酸鈉作為緩凝劑時(shí)，隨著超摻倍數(shù)的增加，混凝土凝結(jié)時(shí)間大幅度增加，超摻10倍時(shí)凝結(jié)時(shí)間達(dá)到38d。隨著超摻倍數(shù)的增加，混凝土60d抗壓強(qiáng)度有所下降。