液体速凝剂试验中的问题探讨
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表 1 中可以看出， 采用水泥净浆搅拌机进行速凝剂凝 结时间的试验时， 不同的搅拌时间对于试验结果有着明显 的影响。 试验结果表明快速搅拌不足 10 s 时，液 体 速 凝剂 很难在水泥浆体中均匀分散，因此测试结果不均匀，不同的 测试点试验结果相差很大，多次试验结果的重复性也很差；
表 1 不同搅拌时间的凝结时间试验结果
0 引言 近年来，湿法喷射混凝土工艺由于施工环境好、回弹量
低、施工效率高等优点而得到了广泛的应用[1]。 液体 速 凝 剂 的试验检测结果关系到喷射混凝土的配合比设计， 并最终 关系到喷射混凝土的性能， 因此合理准确的评定液体速凝 剂的性能指标有着重要的作用。 本文作者在长期的试验过 程中发现， 影响液体速凝剂试验检测结果的主要因素有搅 拌时间、速凝剂掺量、水泥种类、材料温度等，本文对这些因 素进行了逐一的试验和分析，指出了合理试验方法，为正确 高效地使用液体速凝剂提供了一些方法和建议。 1 原材料及试验方法 1.1 原材料
液体速凝剂的作用效果与水泥早期水化有着密切的关
[收稿日期]2009-04-15 [作者简介]吴一鹏，男，南京恒建混凝土公司。
江苏建筑 2009 年第增刊（总第 130 期） 系，不同品牌的水泥矿物组成不尽相同，是造成速凝剂与水 泥存在适应性问题的主要原因。 本试验探讨了液体速凝剂 对于不同水泥的最佳掺量，并试验了多种水泥的最佳掺量。 图 1 和图 2 分别是基准水泥与中国海螺水泥加入不同掺量 液体速凝剂的凝结时间试验结果。
水 泥 ： 基 准 水 泥 、 中 国 海 螺 P·O42.5、 联 合 水 泥 P· O42.5、天宝山 P·O42.5。
速 凝 剂 ：江 苏 博 特 新 材 料 有 限 公 司 生 产 的 SBTR-N1 液 体速凝剂。 1.2 试验方法:
试验参照 JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》进行[2]。 2 试验结果及讨论 2.1 搅拌时间的影响
本文通过对影响液体速凝剂试验结果的一些因素的试 验研究得出了以下结论：
（1）采用 水 泥 净浆 搅 拌 机 进 行 液 体 速 凝 剂 对 水 泥 的 凝 结时间试验时,应该控制搅拌制度为满搅 5s，然后快搅 15s20s，即 能 保 证 试 验 的 准 确 性 ，又 能 反 应 速 凝 剂 的 真 实 性 能 。
吴一鹏
(南京恒建混凝土公司，江苏南京 210000）
[摘 要] 液体速凝剂的推广和应用促进了喷射混凝土技术的发展，但是液体速凝剂的应用效果受到了诸多因素的影响，
文章对液体速凝剂试验过程中的影响因素进行了试验和分析，指出了液体速凝剂合理的试验方法。
[关键词] 液体速凝剂；凝结时间；适应性；试验方法 [中图分类号]TU528.7 [文献标识码]B [文章编号] 1005-6270(2009)S0-0050-02
上述的试验结果可以看出在喷射混凝土施工中应对施工材料进行必要保温措施这样可以进一步缩短喷射混凝土的凝结时间减少施工中的回弹量对于提高工程质量可以看出基准水泥的最佳掺量在3中国海螺水泥的最佳掺量为4这主要是由于不同品牌水泥的矿物组成不尽相同
50
江苏建筑 2009 年增刊（总第 130 期）
液体速凝剂试验中的问题探讨
水泥温 度/℃
20 25 30
凝结时间 /min
初凝 终凝
3.5
9.6
3.4
9.3
3.1
8.2
的温度对于凝结时间的影响。 试验过程中控制水温和室温 为 20 ℃， 研 究 不 同水 泥 的 温 度 对 于 凝 结 时 间 试 验 结 果 影 响。
表 3 可以看出，随着试验用水泥温度的升高，凝结时间 逐渐缩短，这主要是由于水泥温度升高后，水泥、速凝剂与 水之间的水化反应速率加快，因此凝结时间明显的缩短。由 上述的试验结果可以看出，在喷射混凝土施工中，应对施工 材料进行必要保温措施， 这样可以进一步缩短喷射混凝土 的凝结时间、减少施工中的回弹量，对于提高工程质量、提 高材料利用率有着积极的意义。 3 结论
参考文献 [1] 潘志华, 程建坤.水泥速凝剂研究现状及发展 方 向[J].建 井 技 术 ，2005，26（5）：22-27. [2] JC477-2005 喷射混凝土用速凝剂[S].中国标准出版社， 2006. [3] 陈 洪 光.高 性 能 防 水 喷 射 混 凝 土 用 粉 状 速 凝 剂 的 研 究 及 应 用[J].混 凝 土 ,2004（4）:41-44.
（2）液体速凝剂对于不同水泥存在着适应性问题 ，凝结 时间并不是随着速凝剂掺量的增加而缩短， 而是存在最佳 掺量，且不同的水泥的最佳掺量也不尽相同，因此在施工前 必须进行水泥适应性试验，确定最佳掺量。
（3）液体 速 凝 剂对 于 水 泥的 凝 结 时 间 受 温 度 的 影 响 比 较大, 喷射混凝土施工材料的保温有助于缩短喷射混凝土 凝结时间，提高工程质量。
Discussion about Liquid Accelerator Experiment
WU Yi-peng (Nanjing Hengjian Concrete Company,Nanjing Jiangsu 210000 China)
Abstract: Although the application of liquid accelerator distinctly promotes spraycrete technology, some factors should still be pay attention to. This paper will give an analysis about those factors after some experiments, also some reasonable experiment method about liquid accelerator will be given. Key words: liquid accelerator; setting time; compatibility; experiment method
51
表2
不同水泥液体速凝剂的最佳掺量
水泥
掺量
初凝/min 终凝/min
基准水泥
3%
3.5
6.7
天宝山
2.5%
2.3
7.7
中国海螺
4%
3.8
10.0
联合水泥
3%
2.5
7.8
表3
水泥温度对于凝结时间的影响
水泥温 度/℃
5 10 15
凝结时间 /min 初凝 终凝
6.0 13.1 4.8 12.5 3.6 10.5
图 1 基准水泥
图 2 中国海螺水泥 图 1 和图 2 可以看出， 基准水泥的最佳掺 量 在 3%，而 中 国 海螺 水 泥 的 最 佳 掺 量 为 4%， 这 主 要 是 由 于 不 同 品 牌 水泥的矿物组成不尽相同。 速凝剂加入水泥浆体后与水泥 浆 体 中 的 Ca2+以 及 石 膏 迅 速 反 应 生 成 针 棒 状 的 钙 矾 石 ，消 除了石膏的缓凝作用，从而加速了 C3A 的水化，同时上 述 反 应所产生的热量使浆体温度升高进一步加速了水泥水化， 从而使水泥在短时间内凝结。图 1 和图 2 还可以看出，水泥 凝结时间并不是随着液体速凝剂掺量的增加而缩短。 这主 要由于速凝剂掺量超过最佳掺量后， 过量的铝酸盐与石膏 反应生 AFm 而非针棒状的钙矾 石 ，不能 在 浆 体内 部 形 成网 状的结构，因此速凝效果会有所下降。 表 2 中对于不同水泥与速凝剂的适应性试验结果进一 步表明液体速凝剂对于不同水泥确实存在着不同的最佳掺 量。 可见，在液体速凝剂使用之前，除了使用基准水泥检测 速凝剂产品的质量之外， 有必要根据现场水泥进行试验验 证和调整，以获得液体速凝剂在施工中的最佳掺量。 2.3 材料温度的影响 水泥水化反应是一个复杂的化学反应过程， 温度对于 反应的速率有着明显的影响。 液体速凝剂与水泥浆体接触 后发生的化学反应比普通的水泥水化反应更为剧烈, 因此 温度对反应过程的影响也更为明显。 以下试验研究了水泥
搅拌时间
凝 结 时 间 /min
慢 搅 /s
快 搅 /s
初凝
终凝
5
10
Байду номын сангаас
4.5
13.6
5
15
2.8
7.8
5
20
3.0
7.7
5
25
4.5
11.3
5
30
4.5
15
试验误差 /s
>30s <20s <20s <20s <20s
当搅拌时间在 15 s~ 20 s 之间时测得结果误差较小 ， 而且 凝结时间也最短 。 而当快速搅拌时 间 超 过 25 s 后 ，虽 然 结 果重复性比较满意，但是凝结时间结果往往偏长，这主要是 由于液体速凝剂与水泥浆体最后很快形成网状交叉结构的 水化产物[1]，搅拌时间太长会使这些网状结构的水 化 物 被打 断，从而使凝结时间延长。而实际施工过程中液体速凝剂是 在已拌和好的混凝土由喷射机械喷出的瞬间由空气压力加 入的，没有经过长时间的搅拌，可见过多的搅拌时间并不能 反映液体速凝剂的真实效果， 因此在试验室试验过程中搅 拌时间只要保证速凝剂与水泥浆体混合均匀即可，15 s~ 20 s 为宜。 2.2 水泥种类的影响
表 1 不同搅拌时间的凝结时间试验结果
0 引言 近年来，湿法喷射混凝土工艺由于施工环境好、回弹量
低、施工效率高等优点而得到了广泛的应用[1]。 液体 速 凝 剂 的试验检测结果关系到喷射混凝土的配合比设计， 并最终 关系到喷射混凝土的性能， 因此合理准确的评定液体速凝 剂的性能指标有着重要的作用。 本文作者在长期的试验过 程中发现， 影响液体速凝剂试验检测结果的主要因素有搅 拌时间、速凝剂掺量、水泥种类、材料温度等，本文对这些因 素进行了逐一的试验和分析，指出了合理试验方法，为正确 高效地使用液体速凝剂提供了一些方法和建议。 1 原材料及试验方法 1.1 原材料
液体速凝剂的作用效果与水泥早期水化有着密切的关
[收稿日期]2009-04-15 [作者简介]吴一鹏，男，南京恒建混凝土公司。
江苏建筑 2009 年第增刊（总第 130 期） 系，不同品牌的水泥矿物组成不尽相同，是造成速凝剂与水 泥存在适应性问题的主要原因。 本试验探讨了液体速凝剂 对于不同水泥的最佳掺量，并试验了多种水泥的最佳掺量。 图 1 和图 2 分别是基准水泥与中国海螺水泥加入不同掺量 液体速凝剂的凝结时间试验结果。
水 泥 ： 基 准 水 泥 、 中 国 海 螺 P·O42.5、 联 合 水 泥 P· O42.5、天宝山 P·O42.5。
速 凝 剂 ：江 苏 博 特 新 材 料 有 限 公 司 生 产 的 SBTR-N1 液 体速凝剂。 1.2 试验方法:
试验参照 JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》进行[2]。 2 试验结果及讨论 2.1 搅拌时间的影响
本文通过对影响液体速凝剂试验结果的一些因素的试 验研究得出了以下结论：
（1）采用 水 泥 净浆 搅 拌 机 进 行 液 体 速 凝 剂 对 水 泥 的 凝 结时间试验时,应该控制搅拌制度为满搅 5s，然后快搅 15s20s，即 能 保 证 试 验 的 准 确 性 ，又 能 反 应 速 凝 剂 的 真 实 性 能 。
吴一鹏
(南京恒建混凝土公司，江苏南京 210000）
[摘 要] 液体速凝剂的推广和应用促进了喷射混凝土技术的发展，但是液体速凝剂的应用效果受到了诸多因素的影响，
文章对液体速凝剂试验过程中的影响因素进行了试验和分析，指出了液体速凝剂合理的试验方法。
[关键词] 液体速凝剂；凝结时间；适应性；试验方法 [中图分类号]TU528.7 [文献标识码]B [文章编号] 1005-6270(2009)S0-0050-02
上述的试验结果可以看出在喷射混凝土施工中应对施工材料进行必要保温措施这样可以进一步缩短喷射混凝土的凝结时间减少施工中的回弹量对于提高工程质量可以看出基准水泥的最佳掺量在3中国海螺水泥的最佳掺量为4这主要是由于不同品牌水泥的矿物组成不尽相同
50
江苏建筑 2009 年增刊（总第 130 期）
液体速凝剂试验中的问题探讨
水泥温 度/℃
20 25 30
凝结时间 /min
初凝 终凝
3.5
9.6
3.4
9.3
3.1
8.2
的温度对于凝结时间的影响。 试验过程中控制水温和室温 为 20 ℃， 研 究 不 同水 泥 的 温 度 对 于 凝 结 时 间 试 验 结 果 影 响。
表 3 可以看出，随着试验用水泥温度的升高，凝结时间 逐渐缩短，这主要是由于水泥温度升高后，水泥、速凝剂与 水之间的水化反应速率加快，因此凝结时间明显的缩短。由 上述的试验结果可以看出，在喷射混凝土施工中，应对施工 材料进行必要保温措施， 这样可以进一步缩短喷射混凝土 的凝结时间、减少施工中的回弹量，对于提高工程质量、提 高材料利用率有着积极的意义。 3 结论
参考文献 [1] 潘志华, 程建坤.水泥速凝剂研究现状及发展 方 向[J].建 井 技 术 ，2005，26（5）：22-27. [2] JC477-2005 喷射混凝土用速凝剂[S].中国标准出版社， 2006. [3] 陈 洪 光.高 性 能 防 水 喷 射 混 凝 土 用 粉 状 速 凝 剂 的 研 究 及 应 用[J].混 凝 土 ,2004（4）:41-44.
（2）液体速凝剂对于不同水泥存在着适应性问题 ，凝结 时间并不是随着速凝剂掺量的增加而缩短， 而是存在最佳 掺量，且不同的水泥的最佳掺量也不尽相同，因此在施工前 必须进行水泥适应性试验，确定最佳掺量。
（3）液体 速 凝 剂对 于 水 泥的 凝 结 时 间 受 温 度 的 影 响 比 较大, 喷射混凝土施工材料的保温有助于缩短喷射混凝土 凝结时间，提高工程质量。
Discussion about Liquid Accelerator Experiment
WU Yi-peng (Nanjing Hengjian Concrete Company,Nanjing Jiangsu 210000 China)
Abstract: Although the application of liquid accelerator distinctly promotes spraycrete technology, some factors should still be pay attention to. This paper will give an analysis about those factors after some experiments, also some reasonable experiment method about liquid accelerator will be given. Key words: liquid accelerator; setting time; compatibility; experiment method
51
表2
不同水泥液体速凝剂的最佳掺量
水泥
掺量
初凝/min 终凝/min
基准水泥
3%
3.5
6.7
天宝山
2.5%
2.3
7.7
中国海螺
4%
3.8
10.0
联合水泥
3%
2.5
7.8
表3
水泥温度对于凝结时间的影响
水泥温 度/℃
5 10 15
凝结时间 /min 初凝 终凝
6.0 13.1 4.8 12.5 3.6 10.5
图 1 基准水泥
图 2 中国海螺水泥 图 1 和图 2 可以看出， 基准水泥的最佳掺 量 在 3%，而 中 国 海螺 水 泥 的 最 佳 掺 量 为 4%， 这 主 要 是 由 于 不 同 品 牌 水泥的矿物组成不尽相同。 速凝剂加入水泥浆体后与水泥 浆 体 中 的 Ca2+以 及 石 膏 迅 速 反 应 生 成 针 棒 状 的 钙 矾 石 ，消 除了石膏的缓凝作用，从而加速了 C3A 的水化，同时上 述 反 应所产生的热量使浆体温度升高进一步加速了水泥水化， 从而使水泥在短时间内凝结。图 1 和图 2 还可以看出，水泥 凝结时间并不是随着液体速凝剂掺量的增加而缩短。 这主 要由于速凝剂掺量超过最佳掺量后， 过量的铝酸盐与石膏 反应生 AFm 而非针棒状的钙矾 石 ，不能 在 浆 体内 部 形 成网 状的结构，因此速凝效果会有所下降。 表 2 中对于不同水泥与速凝剂的适应性试验结果进一 步表明液体速凝剂对于不同水泥确实存在着不同的最佳掺 量。 可见，在液体速凝剂使用之前，除了使用基准水泥检测 速凝剂产品的质量之外， 有必要根据现场水泥进行试验验 证和调整，以获得液体速凝剂在施工中的最佳掺量。 2.3 材料温度的影响 水泥水化反应是一个复杂的化学反应过程， 温度对于 反应的速率有着明显的影响。 液体速凝剂与水泥浆体接触 后发生的化学反应比普通的水泥水化反应更为剧烈, 因此 温度对反应过程的影响也更为明显。 以下试验研究了水泥
搅拌时间
凝 结 时 间 /min
慢 搅 /s
快 搅 /s
初凝
终凝
5
10
Байду номын сангаас
4.5
13.6
5
15
2.8
7.8
5
20
3.0
7.7
5
25
4.5
11.3
5
30
4.5
15
试验误差 /s
>30s <20s <20s <20s <20s
当搅拌时间在 15 s~ 20 s 之间时测得结果误差较小 ， 而且 凝结时间也最短 。 而当快速搅拌时 间 超 过 25 s 后 ，虽 然 结 果重复性比较满意，但是凝结时间结果往往偏长，这主要是 由于液体速凝剂与水泥浆体最后很快形成网状交叉结构的 水化产物[1]，搅拌时间太长会使这些网状结构的水 化 物 被打 断，从而使凝结时间延长。而实际施工过程中液体速凝剂是 在已拌和好的混凝土由喷射机械喷出的瞬间由空气压力加 入的，没有经过长时间的搅拌，可见过多的搅拌时间并不能 反映液体速凝剂的真实效果， 因此在试验室试验过程中搅 拌时间只要保证速凝剂与水泥浆体混合均匀即可，15 s~ 20 s 为宜。 2.2 水泥种类的影响