第４０卷第３期 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．３ ・１３４・ ２ ０ ｌ ４年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｊａｎ． ２０１４ 文章编号ｉ １００９—６８２５（２０１４）０３—０１３４—０３ 水温对混凝土速凝剂的凝结时问及强度的影响 刘育成刘自莲 （昆明理工大学土木工程学院，云南昆明６５０５００） 摘要：通过试验研究了水温对混凝土速凝剂的凝结时间和抗压强度的影响，并对试验结果进行了分析，得出了有参考价值的结 论，为实际工程施工中使用混凝土速凝剂提供合理依据。 关键词：水温，混凝土速凝剂，凝结时间，强度 中图分类号：ＴＵ５２８．０４２ 文献标识码：Ａ 影响喷射？昆凝土凝结时间的因素很多，除与速凝剂本身成 ＧＳ速凝剂掺量见表３。 分、掺量和性能有关外，还取决于下列因素：１）水泥的品种；２）水 表３ ＧＳ速凝剂用量（一） 灰比；３）水泥风化程度；４）水温度。喷射混凝土的施工现场气候 掺量／％ ｌ ２ １ ３ ｌ ４ １ ６ 条件千变万化，不同季节的水温，环境温度千差万别。而施工单 Ｇｓ速凝剂用量 ｇ Ｉ ８ ｌｌ２ Ｉ ｌ６ ｌ ２４ 位送到实验室检测的样品是在试验规程规定的环境温度和水温 Ｇｓ速凝剂抗压强度的试验：水泥用量：９００ ｇ；标准砂用量 条件下进行试验的，但在施工现场为了按时完成工期进度，施工 １ ３５０ ｇ；）Ｊｌ水量：４５０ ｍＬ；ＧＳ速凝剂掺量见表４。 单位会根据不同季节，不同地理环境条件下的水温增减混凝土速 表４ ＧＳ速凝剂用量（二） 凝剂的用量，以满足施工要求。因此想通过试验来说明水温对混 Ｉ 堡 ｌ ｌ Ｉ！ Ｉ 凝土速凝剂凝结时间和抗压强度的影响，为在施工中使用混凝土 ｌ ＧＳ速凝剂用量 ｇ ｌ １８ Ｉ ２７ １３６ ｌ ５４ 速凝剂提供合理依据。 ２．２实验结果对比 １ 原材料与试验方法 不同ＧＳ速凝剂掺量、不同拌合水温的凝结时间和抗压强度 １．１ 原材科 各项物理性能检测结果见表５。 １）水泥：云南国资开远水泥股份有限公司昆明分公司生产的 表５凝结时间和抗压强度各项物理性能检测结果 温度 掺量 凝结时间 强度／ＭＰａ Ｐ．０４２．５级普通硅酸盐水泥。其物理性能检测数据见表１。２）速 ｑｃ ％ 初凝 终凝 １ ｄ强度 ２８ ｄ强度 凝剂：昆明国森工程材料有限公司生产的ＧＳ速凝剂，产家推荐的 ２ ３５ １Ｏ ２８８ Ｏ０” ７．８ ５６．８ 掺量是４％。３）砂：（ＩＳＯ）标准砂。４）水：自来水。 ３ ２４’４７ １７６ ２８” ８．９ ５２．２ １０ 表１ Ｐ．０４２．５级普通硅酸盐水泥各项物理性能检测结果 ４ ｌ６ ５５” ２８ ３６ ９．４ ５０．７ ６ ８ ｌ５” １５ ２４ ９．８ ４８．３ 试验项目 ２ ２６ １５ ２５７ １０” ７．７ ６３．２ 试验结果 抗折强度 抗压强度 凝结时间／ｒａｉｎ 安定性 细度（负压 ３ ２ １２” １０ ２０” ９ ７ ６２．６ ＭＰａ ＭＰａ 初凝 终凝 （雷氏法） 筛法】／％ ２０ ４ １ ５３” ５ １４” １２．８ ６１．４ ２８ ｄ ３ ｄ ４．２ ７１８．６ １６５ ２５８ 合格 ２．６ ６ （６０” ４ ０２ １６．３ ４９．６ ．４ ４６ ６ ２ １３ １Ｏ” １９６ ００” ８．８ ５８．８ １．２ ＧＳ速凝剂基本性质的检测 ３ ｌ １６ ８ ２Ｏ” ９．３ ５６．９ ３０ 根据喷射混凝土用速凝剂ＪＣ ４７７－２００５试验规范对ＧＳ速凝 ４ ＜印 ２ ０２ １２ ５ ５５．３ ６ ＜６ｏ” １ ３２” １５．６ ４７．６ 剂的基本性质进行检测，速凝剂掺量为４％。检测时实验室室温 ２０．２℃，相对湿度６２％，试验水温２０℃，试验结果见表２。 ３试验结果分析 表２ ＧＳ速凝剂及对照组检测结果 ３．１ 速凝剂掺量、拌合水温对凝结时间的影响 ３６ 凝结时间 抗压强度／ＭＰａ 细度 ｇ ３０ ＋２％ 初凝 终凝 １ ｄ ２８ ｄ （负压筛法 含水率／％ ．２４ ＋３％ 试验ｆ对比 试验ｌ对比 １５％１／％ — ４％ ｌ ５３” ５ １４ １２．８ Ｉ ６．９ ６１．４｛７８．８ ｌ１．２ Ｏ．Ｏ２ 詈１８ １２ １ ６％ 根据试验结果与喷射｝昆凝土ＪＣ ４７７－２００５试验规范相比较， 属６ ＧＳ速凝剂满足试验规范的要求。 ２试验 试验方法按照ＪＣ ４７７—２００５喷射混凝土中所规定的方法进 行。试验设备和仪器采用ＧＢ／Ｔ １７６７１．１９９９（水泥胶砂强度检验 方法《ＩＳＯ法》）中规定的设备和仪器。在试验中只对ＧＳ速凝剂 的掺量和拌合用水的水温进行改变，讨论不同条件下凝结时间和 强度的变化。 ２．１ ＧＳ速凝剂物理性质试验 Ｃｓ速凝剂凝结时间的试验：水泥用量：４００ ｇ；加水量：１６０ ｍＬ； 收稿日期：２０１３—１ｌ一１１ 作者简介：刘育成（１９５７一），男，实验师：刘自莲（１９８０一），女，实验师 爹 孝荦 旁 刘育成等：水温对混凝土速凝剂的凝结时间及强度的影响 ・ｌ３５・ 情况很相似，只是消失的时间要快一些。这也说明随着水温降 与２８ ｄ的抗压强度值在不同速凝剂掺量的情况下出现相反的情 低，速凝剂对水泥的水化速度影响非常大，水泥的凝结时间被明 况。如表５所示，说明速凝剂掺量少时会影响喷射混凝土的早期 显的被延长了。掺速凝剂净浆及硬化砂浆的性能要求见表６。 ．量 昌 ＋２％ 厘 ＋３％ 曹 ４％ 瓣 ＋６％ 水温／℃ 图２速凝剂掺量及水温对终凝时间的影响 表６掺速凝剂净浆及硬化砂浆的性能要求 试验项目 产品等级 净浆 砂浆 初凝时ｆ￣ｑ／ｍｉｎ：ｓ 终凝时间／ｒａｉｎ：ｓ １ ｄ抗压强度／ＭＰａ ２８ ｄ抗压强度比／％ 等品 ≤３ Ｏ０ ≤８ Ｏ０ ≥７．０ ≥７５ 合格品 ≤５ Ｏ０ ≤１２ Ｏ０ ≥６．０ ≥７０ 在２０℃拌合用水的试验中，速凝剂掺量在３％，４％，６％的三 组试验中，初凝时间和终凝时间都符合行业规范的规定，速凝剂 掺量在２％的水泥试件的凝结时间达不到行业规范的要求，并且 与其他三个掺量的凝结时间有很大的差距，如表５所示。这还是 说明速凝剂掺量太低时也不会因为拌合水温升高而能满足规范 要求，也就是速凝剂的掺量必须是一个合理的范围。 ３０℃拌合水的试验中，如图１，图２所示，甘ｄＷ，世吾５ Ｈ 速凝剂掺量２％的 Ｂｄ芝 嘿 ∞ 水泥试件的凝结时间仍然达不到行业规范的要求。速凝剂掺量 在３％的初凝时间虽达到行业规范一等品的要求，但终凝时间只 能达到行业规范合格品的要求。速凝剂掺量在４％，６％的时候初 凝时间最快，经过多次试验测定均低于６０ ｓ。这种情况对施工会 产生很大影响，如：反弹率会大幅的增加。 ３．２速凝剂掺量、拌合水温对抗压强度的影响 如图３，图４所示，在１０℃拌合水的试验中，４个速凝剂掺量 的１ ｄ抗压强度都达到行业规范规定的一等品的抗压强度等级。 速凝剂掺量２％的１ ｄ抗压强度值比速凝剂掺量３％，４％，６％的 抗压强度值分别低１２．４％，１７．Ｏ％，２０％，而２８ ｄ的抗压强度值又 比３％，４％，６％速凝剂掺量的抗压强度值分别高８．０％，１０．７％， １５％。这说明因速凝剂只掺了２％的掺量，凝结时间慢，水泥水化 的速度减慢。但在２８ ｄ抗压强度值中，速凝剂掺量２％的试件 组，因速凝剂掺量低，比其他两组速凝剂掺量的水泥水化的充分 一些，抗压强度也相应地增加一些。尽管如此，在拌合水温只有 １Ｏ℃时，４％，６％掺量的２８ ｄ抗压强度值与对照组２８ ｄ抗压强度 值相比，未达到规范所要求的一级品的７５％。２％掺量达到了一 级品，３％掺量的达到合格品。在图４中可看出速凝剂依次减少 掺量，而２８ ｄ抗压强度值则呈现依次递增的趋势。这说明在低水 温拌合时，增加速凝剂的掺量只能提高喷射混凝土的早期强度， 而后期强度则有极大的损失。 在２Ｏ℃拌合用水的抗压强度试验中，速凝剂掺量多的试件 组的１ ｄ抗压强度值就高，四组掺量的水泥试件的抗压强度值均 达一等品的要求，只是速凝剂掺量在２％的抗压强度最低，速凝剂 掺量６％水泥试件的１ ｄ抗压强度值高出行业规范一等品要求的 １３６％。图３中说明在适合的拌合水温水中，速凝剂掺量６％的水 泥试件的１ ｄ抗压强度值最高。图４中，拌合用水２０℃时，速凝 剂掺量２％的试件在２８ ｄ的抗压强度值中高于其他三组速凝剂 掺量的抗压强度值，这与图３中拌合用水水温１０℃时，２８ ｄ抗压 强度值的情况十分接近，在同一水温的条件下，１ ｄ的抗压强度值 强度，速凝剂掺量多时会影响喷射混凝土后期的强度。这是因为 水泥在水化过程中，水化速度因速凝剂掺量的多少而加快或减 慢，水化物（钙矾石）的数量或增加或减少而造成的。 ◆＿２％ ＋３％ ＋４％ ＋６％ 图３速凝剂掺量及水温对１ ｄ强度的影响 ＋２％ ＋３％ ＋４％ ＋６％ 水 ℃ 图４速凝剂掺量及水温对２８ ｄ强度的影响 如图３，图４所示，在３Ｏ℃拌合用水的试验中，４个速凝剂掺 量在１ ｄ抗压强度试验时，１ ｄ的抗压强度值仍然是：速凝剂掺量 高，抗压强度就高。但在２８ ｄ的抗压强度的试验时，速凝剂掺量 ２％与速凝剂３％的抗压强度值相差不多。但速凝剂掺量４％的抗 压强度下降的较多，只能达到对比试验组抗压强度的７３％。掺量 ６％的２８ ｄ抗压强度最低，只有对照组的６０．４％的强度。 １）作为喷射混凝土的拌合用水在水温１０℃偏低时，对四种 速凝剂掺量混凝土的凝结时间和抗压强度都会有影响，尤其是速 凝剂掺量不足的影响就会更加明显。四个速凝剂掺量的终凝时 间均不合格，说明在低温条件下施工，会影响到喷射混凝土的凝 结时间，进而影响到施工质量。对喷顶的施工就更加突出，混凝 土会因凝结时间过长，强度增强缓慢，与粘结面粘结强度不足而 发生掉块、下滑等。尽管抗压强度达到规范的要求，但还是会因 凝结时间太长，对大面积喷射混凝土施工质量造成不利的影响。 ２）作为喷射混凝土的拌合用水水温３０ ｃｃ偏高时，对四种掺量的 水泥试件的凝结时间和抗压强度都会有影响。尤其是在低速凝 剂掺量时，试件的初凝时间和终凝时间都达不到规范要求。高速 凝剂掺量时，凝结时间过快。这些情况均会影响到喷射混凝土的 现场施工。另外，水温高对２８ ｄ水泥试件的抗压强度也有降低的 影响。３）在２０℃拌合用水的试验中，可以看到４％掺量无论是凝 结时间还是抗压强度的两重要指标都达到行业规范一等品的要 求。虽然２８ ｄ的抗压强度值低于掺量２％和３％的强度值，但其 他指标优于掺量２％和３％，６％的试件组。这说明喷射混凝土在 施工中对水温的要求比较苛刻。针对上述情况，施工单位在施工 现场根据当地的施工实际条件和现场的气候条件，选择不同的速 凝剂掺量，实际只能解决一时的问题，喷射混凝土的凝结时间可 以解决，但喷射混凝土后期的强度就很难解决。这会涉及到生产 安全及影响到之后的施工质量。 参考文献： ［１］ 吴一鹏．液体速凝剂试验中的问题探讨［Ｊ］．江苏建筑， ２００９，１３０（ｓｕｐ）：７１－７２． ［２］ 赵苏，郭兴华，夏义兵，等．铝酸钠液体速凝剂性能及作用 ・１３６・ 第４０卷第３期 ２ ０ １ ４年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．３ Ｊａｎ． ２０１４ ・水・暖・电・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）０３－０１３６—０２ 某金属矿山通风系统优化改造方案 马萃林 （河北新烨工程技术有限公司，河北张家口０７５１００） 摘要：通过对某金属矿山通风系统的调查分析，指出了该矿井通风系统存在的问题，并提出了通风系统改造方案，经过对矿井通 风系统优化改造，较彻底地改善了原通风系统的混乱局面，井下作业人员将得到一个良好的工作环境。 关键词：矿山，机械通风，优化改造 中图分类号：ＴＵ８３４ 文献标识码：Ａ １ 概述 通风巷道，提升矿石量达８００ ｔ／ｄ；４号盲斜井从９３０ ｍ中段至 倾角２５。，净断面２．８ ｍ×２．８ ｍ，喷混凝土支护，斜井 某矿矿区地处狼山中段与河套平原接壤带，北部为阴山山 ８５０ ｍ中段，９０ ｍ，提升能力为９００ ｔ／ｄ。中段高度基本为４０ ｍ，从上至 脉，低中山地形，地势东高西低。矿床属海底喷流一沉积矿床，为 长约１１１１＇，９３０ ｉｎ，８９０ ｍ，８５０ ｍ。矿山总体开采顺序为按中 铅、锌、硫矿床。开拓系统为竖井一斜井一盲斜井联合开拓系统。 下依次为９６０ ｍ中段。 目前该矿主要采用分段空场采矿嗣后充填法；房柱采矿嗣后充填 段自上而下开采，矿山现在主要生产位于８５０ 法、分段空场法为硐室型；浅孑Ｌ留矿采矿嗣后充填法为巷道型。 采用尾砂胶结充填。矿山现生产能力约６０×１０ ｔ／年。 矿山现有ＤＫ４０－８一Ｎｏ．２２型对旋轴流式矿用节能风机１台安 装在井下９６０ ｍ中段。公司先后在８９０ ｍ，８５０ ｍ水平共安装了 Ｏ／３７型辅扇５台，在一定程度上改善了井下空气质量、环 随着矿山开采深度的进一步延伸，开采作业地点的变化，工 ＦＢＤｌ但未从根本上解决井下通风系统存在的问题。 作面的推移和作业面的增加，上部采空区的漏风以及部分巷道的 境，贯通所造成的风流短路，通风系统紊乱、漏风等安全隐患。矿山 ３通风系统存在的问题 现有通风系统不完善，主风扇效用不高，受自然通风影响大，导致 该矿山原有通风系统为对角式机械抽出式通风系统。但由 井下空气质量较差，对安全生产造成了很大影响。为杜绝安全事 于主风井未形成，井下风流紊乱、不畅。主风扇安装在井下９６０ ｍ 故，形成良好的井下作业环境，优化矿井通风系统，对于该矿山的 中段。随着开采的不断延伸，作业量的不断加大，通风系统的矛 安全生产和矿井的可持续发展具有十分重要的意义。 盾越来越突出，该系统Ｅｌ前主要存在以下几个方面的问题： １）目前矿区内地表的３个井口１号竖井、２号竖井和３号斜 ２通风系统现状 没有专用回风井。通风系统不完整。有效风量 矿山已有的开拓运输系统为竖井一斜井一盲斜井联合开拓运 井全部为提升井，通风网络混乱。２）主风扇安装地点不合理。目前主风扇安 输系统。矿区内目前有３个井口，其中：１号竖井从地表至８５０ ｍ 率低， 中段，主要提升矿石并运送人员，提升矿石量可达到１ ３００ ｔ／ｄ； 装在井下９６０ ｍ中段，导致井下风流不畅，污风不能及时排出。２号竖井从地表至８９０ ｍ中段，也主要提升矿石并运送材料，提升 ３）通风系统中通风构筑物不够完善，设施不到位及维护不 风流短路，风量分配不合理，不能满 矿石量达２７０ ｔ／ｄ；３号斜井从地表至９３０ ｍ中段，作为提升矿石与 善，导致风流紊乱、内部漏风、机理［Ｊ］．沈阳建筑大学学报，２００９（１１）：１６—１８． ［３］ 武萍，尚建丽，刘 北，等．液体速凝剂对水泥胶砂强度影 响的试验研究［Ｊ］．建筑科学，２００７（５）：５４． ［４］ 杨仁树，肖同社，刘 波，等．喷射混凝土的应用与发展［Ｊ］． 中国矿业，２００５（７）：３９－４０． ［７］ 李琼，王子明，刘艳霞，等．ｓＬ型液体低碱速凝剂的速凝 机理研究［Ｊ］．混凝土，２００３（４）：８６—８７． ［８］ 石 建，何水清．喷射混凝土速凝剂影响因素及应用［Ｊ］．混 凝土，２００３（４）：９９． ［９］ 林小涛．液体速凝剂凝结时问试验及探讨［Ｊ］．铁道标准设 计，２００３（３）：ｌ１２一ｌ１３． ［５］ 张正安，丁向群，潘阳，等．液态无碱速凝剂性能及其作用 机理【Ｊ １．混凝土，２０１１（１）：１０１—１０２． ［１０］秦廉，张雄，张永娟．新型喷射混凝土用无碱液体速凝 ［６］ 陈文耀，李文伟．湿喷混凝土速凝剂选择及配合比设计方案 探讨［Ｊ］．水科水电技术，２００６（１２）：１９． 剂的研制与伏化［Ｊ］．西南科技大学学报，２００７（１２）：２８． ［１１］ 葛北明．混凝土外加剂［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００５． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ＬＩＵ Ｙｕ－ｃｈｅｎｇ ＬＩＵ Ｚｉ－ｌｉａｎ （Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｓｅｔｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｕｐｏｎ ｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄ ｄｒａｗｓ ｖａｌｕａｂｌｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｒａｔｉｏｎａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ，ｓｅｔｔｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ 收稿日期：２０１３－ｌ１－０７ 作者简介：马萃林（１９７３一），女，硕士，工程师，注册安全工程师
