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发布时间:2022-01-23 02:32:00 作者:芜湖弘马






粉末状速凝剂液可用于湿法喷射中,但需要在喷嘴处以压气气流形式加入,而不能直接加到湿式喷射机或泵内。液状速凝剂在喷射时先溶于水,在喷射时用水适量稀释后,借助水泵或风压在喷嘴处加入,因而它易于做到使速凝剂掺入均匀。
目前市面上应用较多的主要是铝酸盐型和硫酸铝型液体速凝剂。其中,铝酸盐型液体速凝剂掺量低、成本低、早期强度高,但后期强度损失较大,应用受到一定限制。
硫酸铝型液体速凝剂解决了碱含量高的问题,提高了混凝土后期强度,但是价格偏高、掺量大、低温下稳定期短。所以新型无碱液体速凝剂的研究和应用仍是未来研究的重点。
速凝剂是使水泥混凝土快速凝结硬化的外加剂,掺用速凝剂的主要目的是使新喷料迅速凝结,增加一次喷层厚度,缩短俩次喷覆之间的时间间隔,提高混凝土的早期强度,以便及对提供支护抗力。
按形态划分,速凝剂有粉状和液体的。按主要成分划分,有硅酸盐、碳酸盐、铝酸盐、氢氧化物、铝盐以及有机类速凝剂。
喷射混凝土有俩种施工方法,干喷和湿喷。采用干喷法时,水泥水化作用所需的水量从喷嘴处加入;而湿喷法在输送的材料中已包含了水化作用所需要的水量。而速凝剂在喷嘴处加入。干喷法存在回弹量大、混凝土后期强度不稳定、粉尘浓度高、工作环境差、质量不均匀等缺陷。
速凝剂的作用效果受多重因素的影响,这一点必须引起工程界的高度重视。下面简要分析。 水泥品种 水泥品种不同,对速凝剂的使用效果会产生很大影响,具体表现在混凝土的凝结时间、力学强度和耐久性等方面。
当其掺量为水泥质量的2.5%-4%时,对不同来源的普通硅酸盐水泥均有很好的速凝效果,初凝在1min-3min,终凝在2min-10min,但对矿渣硅酸盐水泥速凝效果效差。速凝剂掺量为矿渣硅酸盐水泥质量的4%时,初凝会延迟到10min以上。也有文献报导过,铝酸盐系列(为铝酸钠体系,pH值为8-10)的液态碱性速凝剂应用到不同品种水泥中,在相同掺量下,初凝时间相差2min15s,而终凝时间可相差6min28s之久。相比于碱性速凝剂,无碱(低碱)速凝剂的水泥适应性问题更为突出。有研究表明:水泥的石膏种类和含量、铝酸三钙含量和水泥的细度均是影响无碱(低碱)速凝剂作用效果的重要因素。
对于喷射混凝土速凝剂来说,水灰比愈大,速凝效果愈差。较大的水灰比会增大浆体内部水泥颗粒间的距离,不利于水化产物的搭接、连生,速凝剂加速凝结硬化的效果也不明显。理论上讲,复合掺加减水剂,可使水泥颗粒的分散更均匀,使水化更易进行,从而会促进速凝剂的速凝效果,但是,必须严加注意的是,减水剂的相关成分往往对水泥有一定的缓凝作用,往往对速凝剂的速凝效果却存在一定的影响。
早强剂的侧重点在于混凝土早期强度的提高,同时,要尽量少影响混凝土的凝结时间,而速凝剂则更加注重于对水泥浆体凝结时间的调节。早强剂和速凝剂标准都对混凝土或砂浆的抗压强度做出了规定,尤其是对早期强度进行了严格限定。不同的是,掺早强剂的混凝土,其早期强度的低标准取决于同龄期基准混凝土的抗压强度;而掺速凝剂的混凝土,其早期强度的合格与否则取决于掺速凝剂水泥砂浆1d龄期的强度。

常用液态速凝剂有硅酸钠型、铝酸钠型、硫酸铝型、硫酸铝钾型等几种速凝剂。其中硅酸钠型液态速凝剂以水玻璃(Na2SiO3)为主要成分,加以、亚和三等复合而成,这种速凝剂碱性很高。铝酸钠在水中溶解性较大,且为强碱性,因此该类速凝剂也作为碱性速凝剂使用。液态无(低)碱速凝剂可分如下几类:
硫酸铝型液态速凝剂由铝与其他组分复合配制而成,属于一种液态低碱速凝剂。该类速凝剂品种很多,且组分和配制工艺也存在较大差异。以硫酸铝和铝酸钠为主要成分的低碱型液态速凝剂对水泥后期强度影响较小,对不同类型的水泥适应性良好。而以硫酸铝和氢氧化铝为主要成分的低碱型液态速凝剂则简化了硫酸铝和铝酸钠反应先生成氢氧化铝再生成聚合硫酸铝的反应步骤,但该类液态速凝剂稳定性差,容易沉淀、结晶,不利于长期储存使用。另外,硫酸铝还可以与氟化物、硫酸镁等进行复合配制液态无(低)碱速凝剂。
有机无机复合速凝剂可解决无机类速凝剂的诸多问题,如可通过增加水泥浆的粘聚性使施工中的混凝土回弹率大大降低。
液态无(低)碱速凝剂的促凝机理可归纳为两点:(1) 通过促进大量钙矾石的形成达到促凝目的;(2) 通过促进水泥中铝酸三钙的快速水化,从而形成相互交错且紧密连接的钙矾石结构,以此促进水泥的快速凝结硬化。
液态无(低)碱速凝剂中一般含有增粘成分,在施工过程中可有效降低混凝土拌合物的回弹率,在减少原材料浪费、节约施工成本的同时也降低了碱性湿喷混凝土施工对施工人员身体健康的危害程度。一般而言,在隧洞支护时使用掺加液态无(低)碱速凝剂的喷射混凝土回弹率为15%左右,而使用掺加传统粉状速凝剂的喷射混凝土回弹率为30%左右。可见,采用液态无(低)碱速凝剂极大地降低了混凝土喷射时的回弹率,从而降低施工成本。

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