速凝剂注意事项及制备方法的可行性研究

第一节  速凝剂的简介

掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。主要种类有无机盐类和有机物类 [1]  。粉状固体，其掺用量仅占混凝土中水泥用量2%～3%，却能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝。以达到抢修或井巷中混凝土快速凝结的目的。是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂。它们的作用是加速水泥的水化硬化，在很短的时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求。（可行性研究）

第二节  速凝剂的制备方法

其主要成分为铝氧熟料(即铝矾土、纯碱、生石灰按比例烧制成的熟料)经磨细而制成。

铝矾土

矾土或铝土矿，主要成分是氧化铝，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状矿物。白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.9～4g/cm3，硬度1～3，不透明，质脆。极难熔化。不溶于水，能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝，制耐火材料。

碳酸钠

碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。无气味。有碱性。是碱性的盐。有吸水性。露置空气中逐渐吸收 1mol/L水分(约15%)。400℃时开始失去二氧化碳。遇酸分解并泡腾。溶于水（室温时3.5份，35℃时2.2份）和甘油，不溶于乙醇。水溶液呈强碱性，pH11.6。相对密度2.53。熔点851℃。116.6mg/kg。有刺激性。可由氢氧化钠和碳酸发生化学反应结合而成。溶液呈碱性。

碳酸钠是重要的化工原料之一，广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域， 用作制造其他化学品的原料、清洗剂、洗涤剂，也用于照相术和分析领域。绝大部分用于工业，一小部分为民用。在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3；其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。

生石灰

外形为白色（或灰色、棕白），无定形，在空气中吸收水和二氧化碳。氧化钙与水作用生成氢氧化钙，并放出热量。溶于酸水，不溶于醇。系属无机碱性蚀物品，国家危规编号95006。

生石灰是采用化学吸收法除去水蒸气的常用干燥剂，也用于钢铁、农药、医药、干燥剂、制革及醇的脱水等。生石灰中一般都含有过火石灰，过火石灰熟化慢，若在石灰浆体硬化后再发生熟化，会因熟化产生的膨胀而引起隆起和开裂。为了消除过火石灰的这种危害，石灰在熟化后，还应“陈伏”2周左右。

生石灰与水会发生化学反应，接着就会立刻加热到超越300℃的高温。 

混凝土速凝剂

1、速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐类和有机物类两类。我国常用的速凝剂是无机盐类，主要型号有红星Ⅰ型、7Ⅱ型、782型、8604型等。

2、红星Ⅰ型速凝剂是由铝氧熟料（主要成分是铝酸钠）、碳酸钠、生石灰按质量1：1：0.5的比例配制而成的一种粉状物，适宜掺量为水泥质量的2.5%~4.0%。7Ⅱ型速凝剂是铝氧熟料与无水石膏按质量比3：1配合粉末而成，适宜掺量为水泥质量的3%~5%。782型混凝土由矾泥、铝氧熟料、生石灰配制而成，适宜掺量为5%~7%。

3、速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，1h就可产生强度，1d强度提高2~3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80%~90%。速凝剂的速凝早强作用机理是使水泥中的石膏变成Na2SO4，失去缓凝作用，从而促使C3A迅速水化，并在溶液中析出其水化产物晶体，导致水泥浆迅速凝固。

4、速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程。

第三节  速凝剂行业的种类

碱土金属碳酸盐和碱土金属的氢氧化物

粉状的碱土金属碳酸盐或氢氧化物以前在喷射混凝土施工中很少应用。它们成为这类混凝土最常用的速凝剂，其常规掺量为水泥重量的2,5%至6%，它们主要是促进C3S的水化。一般加入少量的碳酸铝,可以影响水泥的凝结时间。但是，只有当大剂量掺入时，其影响才能被观察到。这种速凝剂与水泥的反应主要受水泥化学成分、细度和矿物添加剂以及环境温度的影响。

硅酸碱(水玻璃) 硅酸钠、硅酸钾类速凝剂

主要用于湿拌喷射混凝土，它们通常都是液体，而且掺量很大(>10%胶凝材料重量)。可溶性的硅酸盐由于反应生成硅酸钙沉淀而加速凝结。当大剂量使用时，这些促凝剂降低了与基底的粘结力，最终，导致砼强度的下降和严重的干缩。一些报道说这些问题已被列入奥地利混凝土学会出版的“喷射混凝土南”中，规定这种速凝剂最大掺量不超过15%，最终的强度损失限制在30%以

铝酸钠、铝酸钾 铝酸盐类速凝剂

既可以用干混,又可以用于湿混喷射混凝土工程，常用剂量一般为2.5%～5.5%。铝酸钾比铝酸钠速凝剂有更好的效果，但价格也更高。它们主要是直接参与硅酸盐水泥水化而加速水泥的凝结，与石膏结合，阻止水泥颗粒表面形成钙矾石，而使C3A立即反应，产生大多数喷射混凝土所需要的初始强度。它们的作用通常受水泥的化学成分、细度以及所含的矿物添加剂的影响，但这种影响比所看到的碳酸盐类外加剂的影响要小。最终强度将损失为20%～25%。毫无疑问，铝酸盐速凝剂在湿混喷射混凝土工程中应用效果最好，对厚的衬板甚至顶板都具有好的施工效果。但是其高碱含量，在地下施工对健康的危害是限制其应用的主要因素。另外，它们在含硫酸根的工程和含活性集料的工程应用中都存在问题，后者可能发生碱集料反应。

无碱液体速凝剂

液体无碱速凝剂，有关其应用报导还十分罕见。这类促凝剂可以解决一些碱性速凝剂常见的问题，如,对地下施工环境的危害，碱集料反应的危害，使用过程中高PH值的危害以及对喷射混凝土后期强度的损失等。

第四节  速凝剂的注意事项

请不要在物料搅拌时添加该品，因石子、砂子含有大量的水份，速凝剂短期时间内吸水在未喷射时分解其速凝成份，影响凝结时间，降低混凝土强度，将导致喷射砼的不良效果。使用前应针对工程所用水泥品种进行试配试验，选好掺量，方可大量使用。存放过期水泥不能用，不符合国家标准的水泥不能用。对速凝剂要求妥善保管，防止受潮结块失效。加强早期喷水养护，确保后期强度。严格掌握好水灰比。渗水漏水的工程必须加大掺量。

 

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