?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(jì)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(zhì)，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(chǎn)品的堿含量。為提高液態(tài)速凝劑產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)與應(yīng)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(zhì)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(yīng)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(dǎo)致了水泥快速凝結(jié)硬化?！凹t星I型”產(chǎn)品的摻加，雖然可使混凝土快速凝結(jié)，并促進早期強度的迅速增長，但混凝土后期強度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及不摻速凝劑者。這主要是因為混凝土的快速凝結(jié)與硬化，必然導(dǎo)致其內(nèi)部形成較大缺陷，且水化鋁酸鈣易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，也導(dǎo)致漿體內(nèi)部孔隙率增加。另一方面，由水泥快速水化反應(yīng)所形成的水化鋁酸鹽交錯搭界的結(jié)構(gòu)并非十分堅固，且早期較快的水化速率，也導(dǎo)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(jié)時間，而速凝劑則更加注重于對水泥漿體凝結(jié)時間的調(diào)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(nèi)已先后開發(fā)出包括氯鹽和硫酸鹽在內(nèi)的多種早強劑，并在此基礎(chǔ)上研究得到了多種復(fù)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(xué)成分，早強劑可以分為無機系早強劑、有機系早強劑和復(fù)合系外加劑。

在噴射砼速凝劑領(lǐng)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(yuǎn)距離的輸送。采用速凝劑破壞塑化劑的反應(yīng)，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(jié)料的發(fā)展是這一領(lǐng)域一個新的趨向，諸如低硫酸鹽含量膠結(jié)料，快硬膠結(jié)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(yīng)，混凝土內(nèi)堿骨料反應(yīng)導(dǎo)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(chǎn)和施工中不僅腐蝕施工機具，而且能嚴(yán)重?fù)p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(yán)重?fù)p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(zhì)，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(yīng)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(yán)重。因此國際上盛行質(zhì)量穩(wěn)定、揚塵少、回彈損失低、噴射作業(yè)綜合經(jīng)濟效益高的濕噴施工方法；

二是粉狀速凝劑計量準(zhǔn)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(yīng)用已相當(dāng)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(yuǎn)遠(yuǎn)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。