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喷射混凝土用速凝剂的发展

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喷射混凝土用速凝剂的发展

发布日期:2020-06-16 作者:喷射混凝土用速凝剂 点击:

速凝剂是能使混凝土或水泥砂浆迅速凝结硬化的外加剂,其主要功能是加速喷射混凝土的凝结硬化速度,减少回弹损失,防止喷射混凝土因重力引起脱落,加大一次喷射厚度和缩短喷射层间的间隔时间。自从20世纪30年代瑞士SIKA公司早研制出Sigunite粉状速凝剂以来,速凝剂的发展经历了粉状高碱性、粉状低碱、液体高碱、液体低碱和液体无碱速凝剂的发展历程。无碱液体速凝剂是速凝剂产品未来的研究发展方向。

喷射混凝土用速凝剂按主要成分划分可分为铝氧熟料类、水玻璃类、铝酸盐类、硫酸铝类和氢氧化铝类;按碱含量划分可分为碱性速凝剂和无碱速凝剂,国外将碱含量<1%的速凝剂称为无碱速凝剂;按形态划分可分为粉状和液体速凝剂。粉状高碱性速凝剂主要由石灰、工业铝酸钠、碱金属碳酸盐和硅酸盐等原料经煅烧粉磨而成,使用中存在的问题包括碱性大、腐蚀性强、喷射操作中粉尘大、喷射混凝土回弹量大(30%~50%)、后期强度降低、一次喷层薄(一般为3cm~7cm)等,既浪费材料又影响喷射混凝土的施工质量。已有的研究表明,强碱性速凝剂使水泥在水化初期形成疏松的铝酸盐水化物结构,增加了发生混凝土碱集料反应的可能性,对后期强度的发挥不利。碱性速凝剂对混凝土的后期强度削减较大,一般强度损失在20%~50%。

喷射混凝土用速凝剂

我国代表性的粉状碱性速凝剂有红星I型(由原中科院力学所用铝氧熟料、生石灰和纯碱制造,1966年)、711型、阳泉I型、782型、J85型等。这些速凝剂也是以碱金属碳酸盐、碱金属铝酸盐为主,碱含量很高,掺量通常为水泥质量的3%~5%。掺这类速凝剂的混凝土后期强度损失高达30%,但其速凝效果好、早强作用明显、掺量和生产成本低,在国内喷射混凝土施工中应用广泛。

针对粉状碱性速凝剂存在的腐蚀性强、喷射混凝土后期强度损失大等问题,国外于19世纪70年代末开始致力于粉状无碱速凝剂的研究。美国曾用CaCl2与Al2(SO4)3复合制成无碱粉状速凝剂,但因氯离子(Cl-)的引入会腐蚀钢筋,该速凝剂没有得到推广。欧洲在喷射混凝土中掺加硅灰8%~13%,可显著提高混凝土后期强度,但喷射混凝土成本提高。日本Kogyo公司于1981年研发出粉状铝酸钙速凝剂,很好的解决了混凝土强度损失大的问题。随后,该公司又开发出了硫铝酸钙系列粉状无碱速凝剂,并成功应用于高强喷射混凝土,该速凝剂掺量高达10%~20%。


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