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水泥速凝剂
发布时间：
2023-01-04 16:17
水泥速凝剂
来源：沈阳盛鑫源建材 更新时间：2016-03-28
一、速凝剂特点：
速凝剂是随着水泥混凝土的广泛使用而产生的，并且一直在不断地发展。应用于喷射混凝土中可以大大提高喷射的速度和厚度，同时增加了强度和减少了回弹。速凝剂能够使混凝土喷射到工作表面上后很快就能凝结。因此，速凝剂必须具备以下几种性能：
1. 对混凝土无不利影响，如钢锈、碱-骨料反应、长期耐久性等。
2. 有较高的早期强度，后期强度降低不能太大（小于30%）。
3. 使混凝土喷出后3-5min内初凝，10min之内终凝。
4. 尽量减小水灰比，防止收缩过大，提高抗渗性能。
5. 使混凝土具有一定的粘度，防止回弹过高。
6. 对施工人员及环境无不良影响，对钢筋无腐蚀作用。
7. 原材料易得，价格较低。
二、速凝剂速凝机理：
各种不同的速凝剂可以使水泥很快就凝结，但其作用机理至今尚未定论，目前主要有以下几种观点。
1. 生成水化铝酸钙而速凝
速凝剂的各组分之间将发生如下反应，生成溶解度更低的盐类：
Na2CO3+CaO+H2O → CaCO3+NaOH
Na2CO3+CaSO4 → CaCO3+Na2SO4
铝酸盐水解,并进行中和反应:
NaAlO2+2H2O → Al(OH)3+NaOH
2NaAlO2+3CaO+7H2O → 3CaO•Al2O3•6H2O+2NaOH
在反应过程中产生的NaOH与水泥中的石膏之间建立了以下平衡关系：
2NaOH+CaSO4 → Na2SO4+Ca(OH)2
速凝剂产生的NaOH与石膏作用生成Na2SO4，使水泥浆体中CaSO4的浓度明显降低，在这种条件下，水泥中C3A(3CaO•Al2O3)可以迅速地进入溶液，析出六角板状的水化产物C3AH6(3CaO•Al2O3•6H2O)进而生成C4AH13，CaSO4所起的缓凝作用消失，水化热大量释放，从而导致水泥浆的迅速凝结。
2. 加快水泥水化速率而速凝
试验表明，掺有速凝剂的水泥中发生了如下反应：
Al2(SO4)3+3CaO+5H2O → 3CaSO4•2H2O+2Al(OH)3
2NaAlO2+3CaO+7H2O → 3CaO•Al2O3•6H2O+2NaOH
3CaO•Al2O3•6H2O+3CaSO4•2H2O+25H2O—3CaO•Al2O3•3CaSO4•31H2O
因此，在水泥－速凝剂－水的体系中，由于Al2SO4等电解质的解离，以及水泥粉磨过程中所加石膏的溶解，是水化初期溶液中的硫酸根离子浓度骤增并与溶液中的Al2O3、Ca(OH)2等组分急速反应，迅速生成微细针柱状的钙矾石及中间次生物石膏，这些新生晶体的生长、发展，在水泥颗粒之间交叉连接生成网络状结构而速凝。同时，速凝剂中的铝氧熟料及石灰提供了有利的放热反应，为整个水化体系提供了40℃左右的反应温度，促进了水化产物的形成和发展。
3. 行成水化铝酸钙骨架并促进C3S水化而速凝
中国建材研究院认为铝氧熟料促进水泥凝结的主要原因是：①铝氧熟料反应后得到NaOH促进C3S水化，硅离子溶出加快；②速凝剂的加入减弱并消除了C3S初始生成的水化膜和双电子层的阻碍作用，导致了诱导期的缩短或消失；③熟料矿物初期水化得到的Ca2+与速凝剂中的AlO2-反应迅速生成水化铝酸钙晶体，搭接成网络；④铝氧熟料溶于水时放出大量的热，促进了水化铝酸钙的析晶放热和C3S的水化反应放热，这些放热反应的共同作用造成水泥浆体温度骤然升高，甚至可达40℃，进一步促进了水泥水化反应的进行；⑤水化产物的形成，尤其是水化铝酸钙的形成结合了大量的游离水，浆体迅速失去流动性；⑥水化产物的结晶和生长交叉形成网络结构，水化硅酸钙填充其间，促使水泥迅速凝结、硬化。
三、速凝剂的使用
速凝剂主要用于喷射混凝土及补漏工程中。在隧道、地下巷道等工程中可用喷射混凝土以达到快速、高质量的目的。如何掺入速凝剂应该由工艺条件来确定。
用干法喷射混凝土施工时，当水泥、粗骨料、细骨料加料时同时加入粉末状速凝剂，经过压缩空气运送这些物料时就可将它们搅拌均匀了。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。
硅酸盐类水泥中加入适量速凝剂，在一定水灰比及一定温度时，水泥净浆具有塑性，而其凝结时间可以控制在10min之内。对速凝剂的一般要求是净浆有良好的流动性，并且不要在搅拌时出现迅速边干稠、无塑性的急凝现象。
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