一种无碱液体速凝剂的合成及性能研究

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0 前言

传统速凝剂大多数是高碱性的粉状物质，对混凝土的后期强度发展很不利，会发生大幅度强度降低，对施工人员也有一定的伤害，因此速凝剂的研究正朝着无碱(低碱)液态方向发展。国外已经研究使用了无碱、液态速凝剂, 在工程中取得了很好的效果。开发无碱液态混凝土速凝剂已成为我国速凝剂发展的当务之急。但是我国目前没有专门的液体速凝剂的国家标准，JC477-2005是以粉末速凝剂为主，在参考粉末速凝剂的基础上写的一种速凝剂的检测方法，实践证明，这个标准液体速凝剂检测部分存在很大问题[1]。

1 原材料

（1）合成原料：无机化工原料A，工业级；无机化工原料B，

工业级；有机化工原料C，工业级；有机化工原料D，工业级；调节剂E，自制；溶剂：水。

（2）检测原料：基准水泥，河南孟店水泥P ·O42.5，河北奎山水泥P ·O42.5，唐山皇苑水泥P ·S 32.5，自治SK 速凝剂，标准砂。

2 试验方法

2.1 合成路线

一种无碱液体速凝剂的合成及性能研究

马临涛，韩良满

（中国水利水电科学研究院，北京100038）

[摘要]介绍了一种无碱液态水泥混凝土速凝剂(简称SK 速凝剂)的生产工艺及其性能等技术特点。性能测试结果表明，SK 速凝剂掺量为8.75%时可使P·O42.5水泥的初凝时间缩短至2min15s，终凝时间7min50s，1d 抗压强度达到20.7MPa，28d 抗压强度保留率为102.3%。同样掺量时可使JC477—2005《喷射混凝土用速凝剂》的基准水泥的初凝时间缩短至2min，终凝时间缩短至7min30s，1d 抗压强度达到22.0MPa，28d 抗压强度保留率为108.7%，是一种性能优良的无碱速凝剂。[关键词] 速凝剂;无碱;液体

A new quick-setting liquid alkali-free Synthesis

Ma Lintao, Han Liangman

(China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038)

Abstract: This paper presents a quick-setting cement concrete alkali-free liquid agent (referred to as SK quick-setting agent) and properties of the production process such as technical characteristics. Performance test results show that, SK coagulant dosage rate of 8.75% of P ·O 42.5 Portland cement will enable the initial setting time shortened to 2min15s, ? nal setting time 7min50s, 1 d compressive strength reached 20.7 MPa,28 d compressive strength retention rate of 102.3%. The same dosage can JC 477-2005 benchmark when the initial setting time of cement reduced to 2min, ? nal setting 7min30s, 1 d compressive strength reached 22.0MPa, 28 d compressive strength retention rate of 108.7 %. Tests prove that the product is a good performance alkali-free accelerating agent.Key word: quick-setting agent;alkali-free liquid

将原料A、B、C、D 以一定比例加入带有温度控制器、搅拌器的四口烧瓶，加水、边搅拌边加热至80℃，保温至原料全部溶解，降温至0℃以下，加自制调节剂E，加水调节至40％浓度，得无色透明液体速凝剂，代号SK。2.2 检测方法

（1）掺速凝剂的水泥凝结时间和水泥砂浆强度：按照JC 477―2005《喷射混凝土用速凝剂》；

（2）未掺速凝剂的水泥砂浆强度：按照GB/T 17671―1999《水泥胶砂强度检验方法》；

（3）水泥砂浆干缩试验：按照JC/T 603－2004《水泥砂浆干缩试验方法》。

3 结果与讨论

3.1 SK速凝剂配方的确定

SK 速凝剂合成时先根据凝结时间是否符合JC477－2005二等品以上要求，淘汰了一部分合成样品，然后对符合凝结时间要求的样品做了1d 抗压强度、抗折强度和28d 抗压强度比、抗折强度，最终确定综合性能最好的样品，对其做较为全面的性能检测，以最终确定产品配方。

图1中SK-004、8、15～20由于合成样品为悬浊液或者有沉淀，没有做凝结时间检测。SK-010、012等符合JC475－2005凝结时间一等品的要求。SK-002、005、009、011、013、

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014也达到或接近二等品凝结时间要求，进一步做抗压强度比

和抗折强度检测，以确定产品配方。

表1 SK

系列速凝剂样品抗折强度及抗压强度比

注：空白砂浆棒为不加速凝剂的试件。以上试验所用水泥为基准水泥。

由表1可知，符合一天抗压强度大于7.0MPa，28d 抗压强度比大于70％的有SK-010和SK-012两个样品，由于SK-012 1d 抗压强度和抗折强度明显低于SK-010，所以确定SK-010及其改进样品为最佳研究方向。

所得速凝剂主要物性特点：产品无色透明，溶液呈现酸性，pH 值3左右，密度为1.250～1.336g/cm 3（和产品浓度有关）、早期强度高，1d 抗压强度在掺量8％时可达20MPa，远高于JC477－2005一等品的要求。28d 抗压强度比达到或超过100％。该产品生产设备简单，工艺易于操作，生产投资小，产品长期（6个月）保存保持稳定，低温下不结晶，无腐蚀，无刺激性，对水泥无不良影响。3.2 SK速凝剂与水泥的适应性

速凝剂和减水剂一样，对水泥都有个适应性的问题，我们随机的选了三种水泥：孟店水泥 P ·O42.5；皇苑水泥P ·S32.5；奎山水泥P ·O42.5。另外加上基准水泥。

喷射混凝土使用水泥一般为普通硅酸盐水泥P ·O42.5及以上等级，由表2可知，速凝剂SK 对所选的三种P ·O42.5水泥均有较好的适应性，1d 抗压强度远远高于JC477- 2005要求的7.0MPa 的一等品的标准，而28d 抗压强度及抗压强度比远大于标准70%的要求，都说明无碱速凝剂不但对后期强度没有破坏，反而少量的提高了砂浆的后期强度；而对皇苑·S32.5水泥，由于强度等级较低，1d 抗压强度较低，28d

抗压强度比

图1 SK 样品凝结时间

仍达到93.2%，说明SK 系列无碱速凝剂由于碱含量低对水泥

及砂浆的后期强度基本没有破坏，且具有较好的适应性。3.3 SK无碱液体速凝剂的干缩性能

我们对上述三种水泥按照JC/T 603－2004《水泥砂浆干缩试验方法》进行了添加速凝剂的砂浆干缩试验，得到结果见图

2。

（a ）

基准水泥干缩曲线

（b ）黄苑水泥干缩曲线

（c ）孟店水泥干缩曲线

表2 SK 系列速凝剂在不同水泥上抗折强度及抗压强度比

样品编号1d 抗压强度（MPa ）1d 抗折强度（MPa ）

28d 抗压强度（MPa ）28d 抗折强度（MPa ）28d 抗压强度比（％）JZH --54.79.0100.0JZH-SK 22.0 4.859.58.8108.8KSH --50.98.5100.0KSH-SK 20.7 4.652.18.5102.4MD --42.37.7100.0MD-SK 19.2 4.349.18.1116.1HY --22.2 6.3100.0HY-SK

1.0

0.37

20.7

4.2

93.2

(d) 奎山水泥干缩曲线

图2 无碱液体速凝剂对砂浆干缩的影响

由图2可以看出，添加了速凝剂的砂浆的干缩量明显增加，添加无碱速凝剂的砂浆干缩比不加速凝剂的砂浆干缩增加1.2～1.5倍，一般含碱或高碱速凝剂使砂浆干缩的增加量在1.5～2.0倍[2]。说明无碱速凝剂对砂浆干缩影响比普通速凝剂要小些，但是在一些对干缩要求严格的工程中还是要和膨胀剂等减少收缩的外加剂配合使用。

从前面试验结果可知，SK系列无碱液体速凝剂是一种对水泥适应性广、对混凝土干缩影响小、性能优异的混凝土添加剂，可广泛应用于各种工程中。

参考文献

李国新，杨秦莉，伍勇华等.浅谈喷射混凝土用速凝剂[1]

JC477- 2005.标准检测存在的问题[J] .混凝土，2 0 0 6 （3）：22～24.

曾文渊，黄煜镔.速凝剂对喷射混凝土耐久性的不利影[2]

响浅析[J].建筑技术开发， 2002（9）：30～31.

[作者简介]马临涛（1974-），男，工程师，主要研究方向：混凝土外加剂。

[单位地址]北京市复兴路甲1号，中国水利水电科学研究院结构材料所310室（100038）

成都市建委发布加强预拌商品混凝土行业管理意见

近日，成都市建设委员会发布“关于进一步加强预拌商品混凝土行业管理的意见”，意见指出：近年来，预拌商品混凝土在成都市建设工程中广泛应用，对提高和稳定工程质量、改善城市环境起到了积极作用，但也存在着无资质生产、挂靠生产、管理粗放、影响城市环境等问题，近年来又出现商品混凝土产能过剩、布局不合理等情况，这些都阻碍了成都市预拌混凝土行业的健康发展，扰乱了正常的建筑市场秩序，给工程质量带来诸多隐患。为加强产品质量和市场行为的监管，保证建设工程质量和安全，促进行业的规范有序、健康发展，依据国家有关法律法规和标准规范，现提出以下意见。

一、规范商品混凝土市场行为

按照成都市产业规划要求对预拌商品混凝土企业实行宏观调控、合理布局，避免重复建设、无序竞争。对已趋于饱和状态的主城区和部分区（市）县严格控制新建生产企业；对其他区域生产企业实行总量控制。

二、严格混凝土企业资质审批管理

按照《成都市散装水泥管理办法》（成都市人民政府令第138号）的要求，新建生产企业及新建分站应建在交通运输方便、混凝土使用量比较集中的非繁华地区，且远离居民集中居住区500米以上，符合城市规划的功能要求。新建生产企业要符合规划、环保等部门的要求，经审查批准后，方可开展建站工作。我市商品混凝土企业实行一企一证制度，需要设立分站的，分站必须经主管部门备案后方可建设，分站建设必须符合新建企业标准，分站建成后报主管部门审批通过方可投入生产。

三、加大商品混凝土企业的监管力度

加强商品混凝土生产企业的监督检查。预拌混凝土生产企业应当按照国家有关标准和操作规程生产，并按照有关规定提供与技术要求相符合的产品质量证明文件和预拌混凝土产品使用说明书；设计单位在工程设计中应当根据工程特点提出使用预拌混凝土的各项性能指标与相应技术措施要求，并在设计文件中予以注明；预拌混凝土进入施工现场时，由供方、需方及监理（建设）单位按照合同的要求、国家有关规范和标准共同组织交货验收，确认预拌混凝土的品种、类别、数量、预拌混凝土质量指标等内容。施工单位和监理单位应对进入施工现场预拌混凝土质量进行交货检验后方可使用预拌混凝土，并应按照预拌混凝土生产企业提供的预拌混凝土产品使用说明书进行施工。预拌混凝土生产企业、建设单位、施工单位、监理单位在见证取样和送检过程中发现预拌混凝土有质量问题的，应当及时向建筑工程质量监督机构报告。

加强对商品混凝土企业的动态管理。建立商品混凝土企业产品质量和市场行为的诚信管理体系，将产品质量和经营行为纳入企业的信用档案，作为企业年检和评优工作的重要依据，定期在有关网络和媒体上公布。对存在严重质量和诚信问题的企业依法降低或撤销资质。

四、充分发挥行业协会作用

成都市混凝土协会要充分发挥行业协会的作用，促进我市预拌混凝土市场竞争有序、规范诚信，推进混凝土技术进步，全面提高预拌混凝土质量水平。

来源：成都市混凝土协会

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