水泥凝结时间对混凝土性能的影响
姬常松 吕培超 石宝东
1、工程实例
实例1：某工程为四层全现浇框架，混凝土强度能级为C20，板厚100MM。机械搅拌，塔吊运输，插入式 捣棒和平板式振捣器振捣，水泥为P.0325，使用前检验安定性全格，使用后复检，其细度、安定性、强度均合格，初凝25MIN，终凝55MIN。屋盖混凝土的质量情况①龄期1天走上去有脚印；②龄期2天用铁钉能轻易划动；③龄期3天回弹值2~3。
实例2：某三层住宅，梁柱混凝土强度等级为C20，机械搅拌，人工运输，插入式振捣。水泥为P.0425，质量事故发生后复检，其细度、安定性、强度均合格。初凝15MIN，终凝25MIN。底层柱梁质量情况见表2。其中在浇注L2混凝土时，模板及支撑随地基土沉陷而下挠，最大位移为40MM。底层梁柱混凝土质量情况①Z1龄期52天时强度推定值14.1MPA，多处蜂窝、露筋、缝隙；②L1龄期30天时强度推定值23.0MPA，有4处蜂窝，2处露筋；③L2龄期28天时强度推定值11.0MPA，表面粗糙，无明显缝隙。 2、水泥的凝结时间对混凝土的影响 （1）影响混凝土强度及密实度
在混凝土浇注过程中，适度振捣使混凝土达到均匀密实，然而振捣必须在水泥浆体处于塑胶状态下进行，即在混凝土初凝以前完成。否则因为初凝以后混凝土内部的水泥颗粒之间以及与骨料之间已发生相互粘结，此时若受到外部振动力作用或受力变形，粘结界面就会受到破坏，混凝土内部出现微裂纹，从而大大降低混凝土的强度。
通过分析可知，水泥的初凝时间过短，以至来不及完成振捣，就会影响混
凝土强度及密实度。例1和例2都使用了初凝时间不合格的废品水泥，其中实例1的楼盖初凝后才进行振捣，实例2的L2同样在初凝后振捣并发生较大的下挠变形，致使混凝土强度达不到原设计的强度等级；即使赶在混凝土初凝前抢着振捣，也不能充分振捣，结果经过振捣部位的混凝土强度达不到要求，漏振的部位即出现了蜂窝、孔洞等缺陷，如实例2中的Z1和L1；下层混凝土初凝后才浇注上层混凝土，即出现冷接缝隙，如实例2的Z1。
(2)影响混凝土的工作性能
混凝土的工作性能包括流动性、可塑性、易密性，工作良好的拌和物便于施工操作并能获得均匀、密实的混凝土。混凝土的流动性、可塑性一般可用混凝土的塌落度来表示。
水化反应速度越快，塌落度损失越快，塌落度的经时损失也越大。水泥凝结时间的长短决定水化反应的快慢。对于初凝时间短的水泥，混凝土的经时损失则越大，因而使混凝土工作性能降低。
（3）影响混凝土的施工性
在混凝土施工过程中，混凝土的凝结时间是一项很重要的技术参数，对施工过程起着控制作用，主要有两个方面：
①许多施工工序的起止时间受混凝土凝结时间的制约。混凝土施工时，应在初凝前完成适度振捣及上层或相邻处混凝土的继续浇注，楼地面混凝土抹压应在初凝后终凝前进行，侧模应在混凝土终凝后才能拆除等。
②许多施工过程参数取决于混凝土的凝结速度。混凝土的浇注速度、分层浇注厚度、滑模中的滑升速度等都必须依据混凝土的凝结速度而确定，这一点在滑模施工、大面积、大体积混凝土施工中显得尤为明显。
从上述建筑施工的要求来看，混凝土理想的凝结硬化过程应该是：a、初凝
慢，以便有充足的时间来完成搅拌、运输、灌注、振捣及抹面等施工过程；b、终凝快，以便及早拆模和养护；c、硬化快，以便尽早拆模及投入使用，及早开始后续工序的施工。
水泥凝结时间是混凝土凝结硬化过程的决定性因素。在不掺外加剂的情况下，水泥的凝结时间的长短，决定了混凝土凝结硬化的快慢。如果水泥的凝结时间不适宜，或初凝过快，或终凝太迟，就不能满足建筑施工的要求，就会降低混凝土的可施工性。因此国家标准规定水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得大于10h（硅酸盐水泥不大于390min）。对于凝结时间不合格的水泥不得使用，以免带来施工不便，影响混凝土质量。
（4）影响混凝土的体积稳定性
水泥的水化反应是个放热的过程，当混凝土散热条件较差时，会使混凝土内部温度升高，对于大体积混凝土的温升值可高达30℃以上，对于厚度大于400MM的C40的混凝土墙体的温升值也超过25℃，在随后的降温阶段，混凝土即出现较大的冷缩变形，并可能导致温差裂缝。
水泥的水化反应速度愈快，水化热释放就愈快，最高温升值也就愈高。若延缓水泥的初凝时间，则可减慢水化热释放速度，推迟混凝土温度峰值出现的时间，并降低混凝土的最高温升值。
由此可见，水泥的凝结时间是混凝土体积稳定性的影响因素之一。 （5）影响混凝土的耐久性
从上述的一些情形可以看出，当水泥的凝结时间不适当时，就会诱发或导致混凝土的质量问题，如蜂窝、露筋、裂缝等缺陷，影响混凝土的抗渗性能，降低混凝土的耐久性。因此水泥适宜凝结时间是保证混凝土耐久性的前提条件之一。
水泥凝结时间对混凝土性能的影响
