水泥速凝剂及其机理研究综述

阐述了国内外水泥速凝剂以及新型水泥速凝剂包括液体速凝剂概况,并对国内水泥速凝剂机理研究概况进行了综述。     

D型速凝剂对水泥强度的影响

研究了各种速凝剂对水泥强度的影响 .针对目前国内速凝剂存在的普遍问题 ,在反复试验研究的基础上 ,选出一种辅料 ,制成可降低速凝剂碱性、增加喷射料粘度的复合型水泥速凝剂———D型速凝剂 ,其强度保有率最高 ,同时研究了水灰比对掺有D型速凝剂的水泥强度的影响 ,试验结果水灰比越大 ,强度降低越多 .     

D型速凝剂对水泥强度的影响

研究了各种速凝剂对水泥强度的影响.针对目前国内速凝剂存在的普遍问题,在反复试验研究的基础上,选出一种辅料,制成可降低速凝剂碱性、增加喷射料粘度的复合型水泥速凝剂--D型速凝剂,其强度保有率最高,同时研究了水灰比对掺有D型速凝剂的水泥强度的影响,试验结果水灰比越大,强度降低越多.     

水泥无碱速凝剂的研究

探讨了以石灰石、矾土和少量助熔剂为原料，用烧结法制造速凝剂的可能性，结果表明，这种速凝剂在水泥中添加８％，即可使初凝时间缩短至１ｍｉｎ以内，终凝５ｍｉｎ以内。且水泥砂浆的２８ｄ强度保留率显著提高，由现用的高碱速凝剂红星Ｉ型的６０．１％提高至８０．１％以上。ＸＲＤ分析表明，本速率剂主要由Ｃ１２Ａ７和Ｃ１１Ａ７ＣａＦ２等矿物组成。     

液体低碱复合速凝剂的试验研究

采用四组分复合的方法合成了一种液体低碱复合速凝剂．性能测试结果表明,这种液体速凝剂满足国内现行建材行业标准对喷射混凝土用速凝剂一等品的要求,并与常用高效减水剂适应性较好,适应性明显优于粉状高碱固体商品速凝剂．通过采用SEM测试手段对水泥硬化体微观结构进行深入分析,阐述了促进早期水泥水化和硬化的速凝机理．     

速凝剂与水泥的适应性及速凝剂的作用机理研究

利用XRD及SEM微观测试结果分析了速凝剂和水泥适应性问题的原因及速凝剂促凝机理.研究结果表明:(1)水泥中石膏形态和速凝剂中的NaAlO2含量对速凝剂的促凝效果具有决定性作用;(2)对于以铝氧熟料为主的高碱速凝剂而言,大量AFt的生成是促凝的主要原因.同时,NaOH的激发作用及Ca(OH)2晶体作为中间产物提高浆体早期的固相比例,使浆体失去可塑性,也有助于水泥浆体速凝.     

无碱无氯液体速凝剂的性能及其作用机理

对实验室制备的一种新型无碱无氯液体速凝剂进行了凝结时间、抗压强度等宏观性能的检测,并利用XRD、SEM等现代测试手段进行了微观机理分析.结果表明,当速凝剂掺量为4.0％～6.0％时,试样凝结时间、1d抗压强度及28 d抗压强度比均满足JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》标准的要求;同时,速凝剂掺量为4.0％～4.5％时,试样后期(28 d)强度基本不损失;速凝剂的掺入加快了水泥早期水化,消耗了大部分水泥水化生成的氢氧化钙,同时生成大量结晶程度良好的钙矾石晶体,促进早期强度的发展.     

速凝剂和钢纤维对喷射混凝土性能的影响

速凝剂作为一种外加剂,能够有效地减少水泥的凝结时间,降低喷射混凝土的回弹率.通过试验比较,速凝剂能够提高混凝土早期的强度,1 d试验结果表明,加入速凝剂的试件比未加速凝剂的抗压强度、抗折和抗拉强度分别提高了6.8%,19.4%和71.1%;但速凝剂会使得混凝土终期强度降低,影响其使用,28 d试验结果显示,加入速凝剂的试件比未加入速凝剂的抗压强度、抗折强度和抗拉强度分别降低了15.4%,3.8%和20.2%.试件中掺入钢纤维,则可以很好地提高混凝土的强度,28d试验结果显示,掺速凝剂混凝土试件中加入钢纤维后,其抗压、抗折和抗拉强度分别提高了10.3%,9.6%和33.5%.故加入钢纤维不但可以降低速凝剂对混凝土的影响,而且还可以增强混凝土的抗渗性.     

硫酸铝类无碱速凝剂促凝机理研究

通过设计加入速凝剂的水泥净浆实验组和不加速凝剂的空白组两组试验,探究速凝剂对水泥水化的影响作用机理并通过XRD和SEM等手段从微观层面上对水泥水化进程进行表征。XRD试验结果表明,由于速凝剂的加入,水泥在5min之内的水化产物已经可以观察到AFt的衍射峰,并且SEM图中可以观察到大量的针棒状AFt,而空白组在水化2h后才能观察到AFt。这表明硫酸铝类无碱速凝剂是通过引入Al~(3+)来加速C3A的早期水化反应,在短时间内生成大量AFt从而导致水泥速凝。     

铝酸钠液体速凝剂性能及作用机理

目的研究不同物质的量比铝酸钠液体速凝剂对水泥性能的影响规律,探讨其促凝机理及存在最佳掺量的原因．方法测试了不同物质的量比的铝酸钠液体速凝剂对水泥的凝结时间和强度,利用差热分析,X-射线衍射和扫面电镜手段分析其作用机理．结果物质的量比为1．2时．铝酸钠液体速凝剂放置1d便产生大量的沉淀．增大物质的量比时,稳定性也增加．不同物质的量比的铝酸钠液体速凝剂均存在最佳掺量,其凝结时间和强度都符合JC477—2005标准．结论铝酸钠液体速凝剂并不是靠生成大量钙矾石相互搭接实现速凝,而是促进各水泥矿物的反应形成大量的凝胶,并有一定量的板状晶体氢氧化钙和柱状晶体钙矾石（AFt）分布在其中．当掺量过大时,形成大量的六方片状晶体水铝石和单硫型水化硫铝酸钙（AFm）,C—S—H凝胶和柱状钙矾石相对较少,导致结构不密实,速凝效果减弱．     

新型喷射混凝土用无碱液体速凝剂的研制与优化配伍

介绍了新型喷射混凝土用无碱液体速凝剂的研制与优化方法，采用无机、有机物质复合的研制路线，使用硫酸盐和中性钠盐作为主要促凝物质，并利用高分子物质对速凝剂进行优化，如使用醇胺类聚合物提高砂浆的1d强度，使用酰胺类聚合物来改善喷射混凝土的粘聚性，以提高喷射混凝土与基体的粘结力，降低喷射过程中的回弹损失量。优化后的无碱液体速凝剂完全满足《喷射混凝土用速凝剂》标准（JC477—2005）中的一等品要求，使水泥在3min内初凝，8min内终凝，砂浆1d强度大于12MPa，与空白砂浆试块相比28d抗压强度比达94％以上，后期强度基本无损失，性能优于国内外同类品牌。且原料成本低廉，仅为1000形t左右，工业化生产方法简单，适合工业化大批量生产。     

RSD速凝剂增强作用机理分析

RSD是一种性能优良的喷射混凝土速凝剂，在试验室中掺加RSD后的混凝土强度对比测试表明，该速凝刑不仅能显著提高水泥胶砂的早期强度，而且不降低水泥胶砂的后期强度，并能提高水泥胶砂的耐久性能．通过扫描电镜对掺加RSD逮凝剂的水泥浆进行了观察，分析了水泥石各龄期的水化产物．分析结果表明，RSD速凝剂在水泥浆早期水化过程中能加速C3S的水化和钙矾石的生成，RSD促使C—S—H（Ⅰ）凝胶向C—S—H（Ⅲ）和C—S—H（Ⅳ）转化，增强水泥石的强度．最后对RSD速凝剂的增强作用进行了机理分析．     

影响喷射混凝土性能因素的试验研究

通过对比试验,阐明了不同水泥、不同速凝剂掺量、水灰比、养护温度以及原材料在不同风化和水化程度条件下,对喷射混凝土凝结时间、强度、收缩率等性能的影响,以期为喷射混凝土的实际应用提供规律性的参考资料.     

硅灰粉煤灰对喷射混凝土性能影响

为了解决现场喷射混凝土普遍存在强度低、喷层易开裂、回弹量大、粉尘浓度高等问题,在喷射混凝土中加入不同掺量的硅灰、粉煤灰替代水泥,并通过室内试验和现场试验研究硅灰、粉煤灰对添加铝酸盐液态速凝剂喷射混凝土性能的影响。结果表明:铝酸盐液态速凝剂掺量为3%时,凝结效果最好;单掺8%的硅灰能有效促进铝酸盐液态速凝剂的凝结效果,提高混凝土强度,增加粘聚性;单掺粉煤灰可以降低速凝剂的促凝效果、降低混凝土强度、提高和易性。硅灰、粉煤灰和铝酸盐液态速凝剂混掺,对混凝土1 d抗压强度影响由主到次为粉煤灰掺量>速凝剂掺量>硅灰掺量,28 d抗压强度影响由主到次为速凝剂掺量>硅灰掺量>粉煤灰掺量,从而得出三者最佳组合。并结合新型喷射工艺进行现场试验,得出最佳组合能有效减少水泥用量、提高喷射混凝土强度、减少开裂、降低回弹和粉尘的结论。     

酸对硫酸铝系列液体无碱速凝剂稳定性影响

液体无碱速凝剂(LAFA)产品生产后正常贮存条件下,易出现结晶、分层现象,即贮存期短的问题。研究磷酸和乳酸分别单掺对硫酸铝系列LAFA稳定性和凝结时间的影响。发现随着磷酸掺量从1%增加到7%,LAFA稳定期可延长66%,净浆凝结时间先缩短(磷酸掺量1%~4%)后延长(磷酸掺量4%~7%)。乳酸对速凝剂稳定性和净浆凝结几乎无影响。研究发现,硫酸铝系列液体无碱速凝剂不稳定的原因是铝离子水解并聚合,当聚合到一定程度时因无法克服自身重力作用而聚沉。提出了液体无碱速凝剂聚沉失稳的三阶段物理模型。     

速凝剂对喷射混凝土性能影响试验初析

本文通过喷射混凝土的速凝强度对比和优化试验，扼要地简述了速凝剂对喷射混凝土的影响及其关系曲线分析。     

调凝型外加剂对水泥凝结硬化性能的影响

研究了缓凝剂、速凝剂单掺以及与其它品种外加剂复配掺入时，对水泥凝结与硬化性能的影响。通过XRD、SEM微观测试手段，研究了调凝型水泥基材料的微观结构特征。试验结果表明：缓凝剂、速凝剂与防水剂、减水剖复配使用，调凝效果显著，水泥硬化体形成的空间网络结构密实、强度高。     

外加剂及其交互作用对水泥胶砂试件抗压强度的影响

通过正交设计,选择了四因子三水平L3427的正交表,进行了27组试验,检测了试件的1d和28d的抗压强度,采用了极差分析、方差分析、影响率分析、试验水平分析和多重比较T法的分析方法,研究了影响水泥胶砂试件强度的显著因素和外加剂之间的交互作用.结果表明,影响1d抗压强度的特别显著因素是水泥用量,显著因素是膨胀剂、增黏剂,外加剂之间的交互影响可以忽略.影响水泥胶砂28d抗压强度的特别显著影响因素是水泥用量、速凝剂以及增粘剂,显著的是膨胀剂和速凝剂的交互作用.     

大伙房水库输水工程喷射混凝土与外加剂

在大伙房水库输水工程中使用的外加剂主要包括减水剂和速凝剂两种。作为隧洞断面岩石支撑和衬砌的重要手段之一的喷射混凝土支护对TBM隧洞掘进机掘进进度和安全影响极大。喷射混凝土的性能以及可操作性在一定程度上取决于外加剂的品种、性能。通过对各种外加剂进行相容性、保塑性等性能试验,选择出满足工程需要的外加剂种类,并且进行现场应用,取得很好的效果。     

路用超早强混凝土的试验研究

目的 研究速凝剂、硅粉、粉煤灰和高效减水剂四因素组合对混凝土凝结时间、强度及抗折性能的影响.方法 利用强度为52.5 MPa普通硅酸盐水泥,采用复合外加剂(高效减水剂+少量速凝剂)加活性掺合材料(硅粉、粉煤灰比例1:1的矿粉)来配制超早强混凝土,采用正交试验方法 进行配制试验.结果 确定影响混凝土12 h和24 h的强度因素,依次为水胶质量比、减水剂、矿粉、速凝剂.水胶质量比是影响混凝土早期强度的最主要因素.高效减水荆和矿粉的掺入,能调节水泥混凝土的凝结时间,并且矿粉的加入使后期强度损失在2%以内.结论 配制出了12 h抗压强度迭12 MPa以上、24 h抗压强度达20 MPa以上及抗折强度4 MPa以上的两种路用超早强混凝土,满足了道路混凝土的快速铺筑和修补的施工要求.