?無堿(低堿)液態(tài)速凝劑介紹

無堿(低堿)液態(tài)速凝劑

國外對無堿(低堿)液態(tài)速凝劑的研究始于20世紀70年代。研究人員使用鋁酸鈉或鋁酸鉀、醇胺等配制出了低堿液態(tài)速凝劑。其中，鋁酸鹽作為主要促凝物質，并加入了能起到早強和增稠的作用的醇胺。此類速凝劑堿含量減低至10%-20%，混凝土28d抗壓強度比保持在70%-80%之間。隨后，研究人員分別利用鋁酸鈣、鋁酸鈣和石膏、硫酸鋁和冰晶石、硫酸鋁等，對鋁酸鈉或鋁酸鉀液態(tài)速凝劑進行改性，進一步降低了產品的堿含量。為提高液態(tài)速凝劑產品的穩(wěn)定性，還配合使用了無機酸、羧酸、鏈烷醇胺、酰胺、有機醇等改性組分，這也有助于增加噴射混凝土的粘聚性。

目前，以硫酸鋁替代部分堿金屬鹽類物質所配制的速凝劑，作為新型無堿(低堿)液態(tài)速凝劑，在市場上生產與應用較廣泛。這類速凝劑品種很多，且組成成分和配制工藝也存在較大差別。

即堿性物質在加水拌合時，可立即與水泥中起緩凝作用的石膏發(fā)生反應形成硫酸鈉而消除石膏的緩凝作用，使得水泥中C3A迅速發(fā)生水化，并在溶液中析出水化鋁酸鈣進而導致了水泥快速凝結硬化?！凹t星I型”產品的摻加，雖然可使混凝土快速凝結，并促進早期強度的迅速增長，但混凝土后期強度卻遠遠不及不摻速凝劑者。這主要是因為混凝土的快速凝結與硬化，必然導致其內部形成較大缺陷，且水化鋁酸鈣易發(fā)生晶型轉變，也導致漿體內部孔隙率增加。另一方面，由水泥快速水化反應所形成的水化鋁酸鹽交錯搭界的結構并非十分堅固，且早期較快的水化速率，也導致水泥礦物C3S和C2S的后期水化受到抑制，進而影響漿體后期強度的發(fā)展。

混凝土速凝劑是指能夠使混凝土迅速凝結硬化，而不過分影響混凝土長期強度的外加劑。按照《噴射混凝土用速凝劑》(JC 477-2005)標準規(guī)定，摻速凝劑水泥凈漿的初凝時間不大于5min，終凝時間不大于12min。

從定義方面來講，早強劑和速凝劑是兩種完全不同的混凝土外加劑。早強劑的側重點在于混凝土早期強度的提高，同時，要盡量少影響混凝土的凝結時間，而速凝劑則更加注重于對水泥漿體凝結時間的調節(jié)。

混凝土早強劑是外加劑發(fā)展歷史中早使用的外加劑品種之一。到目前為止，業(yè)內已先后開發(fā)出包括氯鹽和硫酸鹽在內的多種早強劑，并在此基礎上研究得到了多種復合型外加劑，如早強型減水劑、早強型防凍劑和早強型泵送劑等[2,3]。按照其化學成分，早強劑可以分為無機系早強劑、有機系早強劑和復合系外加劑。

在噴射砼速凝劑領域有一些新的發(fā)展趨勢，主要針對改善干濕拌混凝土的性能。用外加劑控制水泥的水化，延長初凝時間，這有利于商品砼遠距離的輸送。采用速凝劑破壞塑化劑的反應，在濕拌工藝中突然增加水泥漿的硬度這是一個新的市場發(fā)展方向。噴射混凝土用特殊膠結料的發(fā)展是這一領域一個新的趨向，諸如低硫酸鹽含量膠結料，快硬膠結料。

高堿速凝劑向低堿和無堿發(fā)展的主要原因在于：

一是堿性速凝劑引起混凝土后期強度損失；

二是存在堿骨料反應，混凝土內堿骨料反應導致混凝土膨脹破壞，喪失耐久性，這對混凝土來說是極為致命的；

三是具有極強的腐蝕性，在生產和施工中不僅腐蝕施工機具，而且能嚴重損害人體健康；

四是在引用水工程中，高K 、Na＋成分可以溶解進入水源，從而嚴重損害生物的健康。

顯然，解決這個問題的根本出路在于減少或除去速凝劑中的堿性物質，即使用無堿速凝劑。無堿、無腐蝕、無毒、無刺激性的液態(tài)速凝劑是速凝劑的發(fā)展方向，也是工程應用的必然趨勢。

速凝劑由固體粉狀向液體發(fā)展的主要原因在于，

一是粉狀速凝劑回彈率大，噴射混凝土損失嚴重。因此國際上盛行質量穩(wěn)定、揚塵少、回彈損失低、噴射作業(yè)綜合經濟效益高的濕噴施工方法；

二是粉狀速凝劑計量準確性和混合的均勻性難以控制和保障。

因此液態(tài)速凝劑在國外的應用已相當廣泛，且在噴射混凝土施工中所占的比重越來越大。如意大利占90％，瑞典占80%，日本占80%，瑞士占65%，英國占60%，法國占60%。我國液態(tài)速凝劑的發(fā)展遠遠落后于國外。市場銷售速凝劑大多數(shù)是粉狀速凝劑，施工中普遍存在粉狀速凝劑添加不均勻和粉塵較大的問題。