速凝剂

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　　速凝剂是指一种能促进水泥或混凝土快速凝结的化学外加剂。

　　速凝剂种类繁多，根据速凝剂的性质和状态，大致可以分为碱性粉状、无碱粉状、碱性液态和无碱液态4大类。

　　碱性粉状和碱性液态速凝剂(通常称为“传统速凝剂”)存在以下几个问题：①后期强度损失大；②较高的碱含量，一方面造成对施工人员的腐蚀，损害人体健康，另一方面也可能引起混凝土碱骨料反应，导致混凝土强度和耐久性下降；③扬尘多，回弹量大；④ 不便于喷射混凝土湿法作业等。

　　无碱粉状速凝剂虽然其碱含量低，但在施工过程中普遍存在添加不均匀和粉尘大的问题。近年来，高碱粉状速凝剂研发和应用比重逐渐减少。

　　液态无(低)碱混凝土速凝剂(通常称为“新型速凝剂”)能有效克服粉状高碱速凝剂的上述问题，正逐步取代传统粉状高碱速凝剂 。

　　我国在1965年前后才开始速凝剂的研究工作，早期生产的产品有红星I型速凝剂、711型速凝剂、73牌速凝剂、阳泉I型速凝剂、782型速凝剂和J85型速凝剂。其中后面几种产品均是在红星I型速凝剂的基础上发展起来的。711型速凝剂以铝氧熟料和无水石膏为主要原料磨细制成；73牌速凝剂采用重碱(主要成分为NaHCO₃)代替纯碱煅烧熟料；阳泉I型速凝剂采用芒硝代替纯碱烧结铝氧熟料；782型速凝剂采用矾泥、铝氧熟料、石灰配料；J85型速凝剂加入了粘稠成分，改善了速凝剂的适应性，料浆粘稠性好。回弹量较少。与红星I型速凝剂相比，它们碱含量都稍低一些，但由于都采用了铝氧熟料配料，仍属碱性速凝剂范畴。上世纪90年代以后，我国开发了多种新型速凝剂产品，主要有无碱(或低碱)速凝剂、有机无机复合型速凝剂及无碱液态速凝剂3种。

　　(1)无碱(低碱)速凝剂

　　我国无碱(低碱)速凝剂大多数是由Al₂O₃，CaO，SiO₂，Al₂(SO₄)₃和Ca(OH)₂等成分组成的。8604低碱速凝剂主要成分为Al₂O₃，Al₂(SO₄)₃，Ca(OH)₂，NaAlO₂。及α-SiO₂等，pH值为7～8，无毒无腐蚀性。速凝剂加入后，水泥料浆具有很好的粘聚性，能起到降低回弹、抑制粉尘及增大一次喷层厚度的作用。速凝剂掺量为4%～6%左右时，水泥净浆初凝时间为2min左右，终凝时间因水泥品种不同而相差较大；混凝土28d强度保留率大于90%。这种速凝剂的缺点是混凝土早期强度较低，1d抗压强度只有6MPa左右。类似的产品还有长沙矿山研究院研制的AC型速凝剂和煤炭科学研究总院北京建井所研制的MJ-2000无碱速凝剂。

　　此外，也有使用早强矿物作为速凝成分的无碱粉状速凝剂。作者和徐永东等曾利用石灰石、矾土、助熔剂CaF₂ 和一些化学试剂合成水泥矿物型无碱速凝剂。该速凝剂主要成分为C₁₂A₇和C₁₁A₇·CaF₂，掺量为8%时，水泥净浆初凝时间小于2min；与少量石灰复合添加，速凝效果更佳。闵盘荣等采用合适比例的钙质和铝质原料，经加热处理后粉磨并加入适量的外加剂，合成一种水泥矿物型速凝剂。掺量为4%～6%时，水泥净浆初凝时间小于5min，终凝时间小于10min；同时水泥砂浆28d抗折强度提高15%，抗压强度提高10%。掺入该速凝剂的混凝土，28d抗压强度提高10%～25%。但此类速凝剂掺量较大.且需要高温煅烧，因此热耗较大、成本高，而且也是粉状的。

　　(2)有机无机复合型速凝剂

　　我国曾把有机减水剂、三乙醇胺加入到无机速凝成分中，来增加喷射料浆的和易性和喷射混凝土早期强度。中铁隧道集团科研所研制的高性能防水喷射混凝土用粉状速凝剂由铝氧熟料、填充材料和增强组分组成。其中填充材料为粉煤灰，增强材料为FDN(萘磺酸甲醛缩聚物)减水剂和三乙醇胺。速凝剂配比为铝氧熟料：FDN ：三乙醇胺：粉煤灰=52.7：10：1：36.3。掺量为3%时，初凝时间为2min左右，终凝时间为5min左右，28d抗压强度保留率为87%～92%。

　　(3)无碱液态速凝剂

　　我国无碱液态速凝剂的研究是和无碱速凝剂及有机无机复合型速凝剂的研究同时起步的，但其成分和研制方法迄今尚未见详细报道。北京工业大学和北京新港水泥制造有限公司研制的SL型低碱液态速凝剂有SL-1型和SL-2型两种产品。SL-1型呈橘黄色，掺量为5%时，水泥净浆3min初凝，5min30s终凝；1d、3d和28d的水泥胶砂抗压强度分别为18.1，45.4和55.9MPa。SL-2型呈乳白色，掺量为7.0 %时.能使水泥净浆3min初凝，10min终凝；1d、3d和28d的水泥胶砂抗压强度分别为19.8，32.7和53.0MPa。此外，还有由郑国强等研制的HL-801型液态速凝剂及石家庄铁道学院和石家庄市化工厂联合研制的GK新型液态速凝剂；但这些速凝剂掺入水泥后，混凝土早期强度较低。