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為了說(shuō)明硅酸鈉和無(wú)堿速凝劑兩者的不同作用,通過(guò)密度比g/g0的測(cè)定,基準(zhǔn)混凝土28天的抗壓強(qiáng)度損失是由于相應(yīng)較低密實(shí)度值所致。眾所周知,密度每降1%,由于較低密實(shí)度形成的孔隙抗壓強(qiáng)度降低約5%~6%。因此摻12%硅酸鹽噴射混凝土(表3)密實(shí)度g/g0為0.94,抗壓強(qiáng)度降低30%~36%。這個(gè)數(shù)值比摻硅酸鈉噴射混凝土與未摻速凝劑在模子中成型充分搗實(shí)的基準(zhǔn)混凝土
28天的實(shí)測(cè)值(55%)低了許多,這就意味著,除了未完全搗實(shí)影響因素外,為了解釋測(cè)定的強(qiáng)度損失,還要考慮其他的一些因素。這可能是加入硅酸鈉速凝劑后熟料相中的C3S和C2S水化速度降低所致。
由于加入無(wú)堿速凝劑,在噴射時(shí)混凝土工作性較好,無(wú)堿速凝劑噴射混凝土密實(shí)度較高(0.97~0.98), 28天時(shí)測(cè)定的強(qiáng)度損失是等于或稍低于預(yù)計(jì)值(10%~18%),這就意味著無(wú)堿速凝劑不會(huì)使水泥后期強(qiáng)度下降。反之,預(yù)計(jì)密實(shí)度降低(表2),但28天的強(qiáng)度損失較低可能是由較高的水泥程度來(lái)部分補(bǔ)償。
復(fù)合使用炳烯酸超塑化劑、硅灰和無(wú)堿速凝劑,使用30%粉煤灰或50%礦渣取 代硅酸鹽水泥的混合硅酸鹽水泥,可以生產(chǎn)出低W/C的高坍落度、高強(qiáng)度、密實(shí)度高和耐久性好的噴射混凝土。在施工中,坍落度損失小,回彈少和堿性危險(xiǎn)低是這種噴射混凝土另外一些重要性能。
?國(guó)外速凝劑研究現(xiàn)狀
國(guó)外對(duì)噴射混凝土速凝劑的研究要追溯到二十世紀(jì)三十年代,早投入到工程使用的是由瑞士和奧地利共同研制并順利應(yīng)用的“西卡(Sika)”速凝劑(其主要成分是硅酸鈉,是一種無(wú)味的液體,對(duì)人體皮膚有腐蝕傷害作用。這種速凝劑摻量為4%時(shí),水泥凈漿在1.5min內(nèi)初凝,3.75min內(nèi)終凝。1天,3天和28天的抗壓強(qiáng)度值分別為10.0,23.0和34.0MPa。)。隨后,國(guó)外又出現(xiàn)了多種其它成分的速凝劑,其中絕大多數(shù)是以堿金屬碳酸鹽、鋁酸鹽為主要成分。如前蘇聯(lián)的澳矮斯、瑞典的西古尼特、日本的海德庫(kù)斯等,這些速凝劑統(tǒng)稱為傳統(tǒng)速凝劑,該類速凝劑雖然滿足施工過(guò)程中速凝的要求,但后期強(qiáng)度損失過(guò)大,主要原因是含有大量堿性物質(zhì)。
速凝劑對(duì)混凝土性能影響是多方面,包括對(duì)水泥凈漿、砂漿抗裂、水泥凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、混凝土收縮率等都有影響。
其中噴射混凝土用的環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑在噴射過(guò)程中粉塵濃度低,可基本實(shí)現(xiàn)無(wú)粉塵噴射施工,克服了傳統(tǒng)粉狀速凝劑噴射過(guò)程中粉塵對(duì)施工人員呼吸系統(tǒng)的危害。本品為無(wú)堿、無(wú)毒、無(wú)害的弱酸性溶液,施工時(shí)即使濺落在施工人員皮膚上也不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性危害。環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑適用于髙性能混凝土施工,具有良好的速凝效果,摻量為水泥質(zhì)量的6%~8%,可使得水泥漿3min初凝,7min終凝,28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)不摻者的90%以上。
為提高混凝土的早期強(qiáng)度和環(huán)境適應(yīng)性,促凝劑的研究者開發(fā)新的產(chǎn)品和研究新的檢測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。目前,市場(chǎng)上有大量的各類產(chǎn)品,但是還需要進(jìn)一步的研究,開發(fā)出既能滿足噴射混凝土施工要求又與傳統(tǒng)產(chǎn)品成本相差不太的產(chǎn)品,研究成果將毫無(wú)疑問加強(qiáng)干或濕混噴射混凝土施工應(yīng)用,特別是有助于增強(qiáng)地下工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。用兩種不同市售的速凝劑,一種常用速凝劑是硅酸鈉(30%),另一種無(wú)堿速凝劑是以Al2(S04)3為主要成分的水溶液(60%),當(dāng)使用后者時(shí),由于無(wú)堿,降低了在施工過(guò)程中堿性腐蝕的危險(xiǎn)。