喷射混凝土速凝剂

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3.2速凝剂 速凝剂
种类 掺量 碱金属碳酸盐和 2.5%~6% 碱金属的氢氧化物 硅酸碱（水玻璃） 硅酸碱（水玻璃） >10% 改性： （改性：4%~6%） ） 铝酸钠 2.5%~5.5% 非碱性粉磨状速 凝剂 无碱液体速凝剂 6%~12% 1. 3%~10%
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3.2速凝剂 速凝剂
用于喷射混凝土施工的速凝剂有粉剂和液体两种。 用于喷射混凝土施工的速凝剂有粉剂和液体两种。 粉剂 两种 按化学成分可分为： 按化学成分可分为： 碱土金属碳酸盐和碱土金属的氢氧化物 硅酸碱(水玻璃) 硅酸碱(水玻璃) 铝酸钠、铝酸钾 铝酸钠、 非碱性粉末状促凝剂 无碱液体速凝剂
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3.2速凝剂 速凝剂
作用机理： 作用机理：
复合硫铝酸盐型速凝剂 在水化初期溶液中的Ca(OH) 在水化初期溶液中的Ca(OH)2、SO42-、Al2O3等组分化合成 生成钙矾石，使液相中Ca(OH) 的浓度降低， 生成钙矾石，使液相中Ca(OH)2的浓度降低，促进了硅酸 盐组分的水解，并促使C 的水化产物C 盐组分的水解，并促使C3S的水化产物C-S-H凝胶提前生 水泥石强度主要取决于C 其次是C AF， 成。水泥石强度主要取决于C3S，其次是C2S和C4AF，而C3 仅在水化早期起作用。 A仅在水化早期起作用。
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作用机理： 作用机理：
液体速凝剂 一般地， 一般地，液体速凝剂对沉淀在水泥粒子上的石灰和硫 铝酸钙有溶解作用，因而使水泥与水反应不致延缓， 铝酸钙有溶解作用，因而使水泥与水反应不致延缓，从 而加速水泥和水的反应， 而加速水泥和水的反应，它并不改变水泥与水的基本反 而仅使水泥与水的反应以不受约束的速度进行。 应，而仅使水泥与水的反应以不受约束的速度进行。液 体速凝剂发挥作用的基本形式就是有利于水泥中组分的 溶解，加速促进其水化进程。因此， 溶解，加速促进其水化进程。因此，使用液体速凝剂能 得到相当高的早期强度，而且后期强度损失较小。 得到相当高的早期强度，而且后期强度损失较小。
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3.2速凝剂 速凝剂
作用机理： 作用机理：
液体速凝剂 液体速凝剂有有机和无机两类。 液体速凝剂有有机和无机两类。 对普通硅酸盐水泥，加水后就引起这些矿物的溶解， 对普通硅酸盐水泥，加水后就引起这些矿物的溶解， 并形成一种溶液，这种溶液达到饱和点就立即结晶， 并形成一种溶液，这种溶液达到饱和点就立即结晶，而 矿物溶液结晶作用所形成的晶体只吸收了少量的水， 矿物溶液结晶作用所形成的晶体只吸收了少量的水，因 此溶液浓度变小， 此溶液浓度变小，这样更多的矿物又从水泥粒子表面溶 该水化过程缓慢持续地进行， 出。该水化过程缓慢持续地进行，结晶物不断地增长并 生成凝聚结构，使水泥浆变硬，其强度也开始发展。 生成凝聚结构，使水泥浆变硬，其强度也开始发展。水 泥矿物熟料中的C3A C4AF对混凝土的早期强度起决定性 C3A、 泥矿物熟料中的C3A、C4AF对混凝土的早期强度起决定性 作用，而C2S、C3S则对后期强度起决定性作用。 作用， C2S、C3S则对后期强度起决定性作用。 则对后期强度起决定性作用
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作用机理： 作用机理：
铝酸盐型速凝剂 反应消耗了一部分石膏，石膏不足以与水泥中C3A C3A水化生 反应消耗了一部分石膏，石膏不足以与水泥中C3A水化生 成硫铝酸钙沉淀，石膏失去缓凝作用。这样， 成硫铝酸钙沉淀，石膏失去缓凝作用。这样，铝酸三钙 (C3A)迅速进入溶液 析出其水化物，导致水泥速凝， 迅速进入溶液， (C3A)迅速进入溶液，析出其水化物，导致水泥速凝，随 水泥水化的进行，先生成C 水泥水化的进行，先生成C3A·Ca(OH)2·10H2O和 C3A·C 固溶体，水化继续进行C 水化析出Ca(OH) aSO4·12H2O固溶体，水化继续进行C3S水化析出Ca(OH)2 重新生成石膏，石膏与一C C4AF而生成钙矾 与Na2SO4;重新生成石膏，石膏与一C3A、C4AF而生成钙矾 石。
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特点： 特点：
碱金属碳酸盐和碱金属的氢氧化物 这种速凝剂与水泥的反应主要受水泥化学成分、 这种速凝剂与水泥的反应主要受水泥化学成分、细度 和矿物添加剂以及环境温度的影响。 和矿物添加剂以及环境温度的影响。 缺点： 缺点： 水泥的最终强度大幅下降（一般是30% 40%， 30%水泥的最终强度大幅下降（一般是30%-40%，有些工 程甚至50% 50%） 程甚至50%）
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作用机理： 作用机理：
液体速凝剂 液体速凝剂和聚合物型的速凝剂是处于发展阶段的新 型速凝剂。 型速凝剂。 在复合液体速凝剂中所含的水溶性聚合物 水溶性聚合物能显著提高 在复合液体速凝剂中所含的水溶性聚合物能显著提高 水泥基液相体系的粘度；有机表面活性剂能① 水泥基液相体系的粘度；有机表面活性剂能①改善水泥 颗粒的吸附作用，确保减少喷射粉尘② 颗粒的吸附作用，确保减少喷射粉尘②提高拌合物的粘 度并适时的提供速凝功能。 度并适时的提供速凝功能。
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种类 碱金属碳酸盐和 碱金属的氢氧化物 硅酸碱（水玻璃） 硅酸碱（水玻璃） 铝酸钠 非碱性粉磨状速 凝剂 无碱液体速凝剂 主要成分 碱金属碳酸盐和碱金属的氢氧化物， 碱金属碳酸盐和碱金属的氢氧化物，加入 少量碳酸铝 硅酸钠 铝酸钠 一般是铝酸钙 新产品主要是氢氧化铝和硫酸铝复合 1. 无机速凝剂与有机稀释速凝剂复合型 2. 无机速凝剂与有机速凝剂复合型 3. 以水溶性树脂为主要成分的低碱性有机 速凝剂
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特点： 特点： 无碱液体速凝剂
1、最重要的特性是后期强度不损失 4%掺量的早期强度不甚理想 掺量的早期强度不甚理想， 6%的掺量符合工程设计 2、4%掺量的早期强度不甚理想，但6%的掺量符合工程设计 要求 掺量6%无碱速凝剂28d后的强度明显高于铝酸钠速凝剂， 6%无碱速凝剂28d后的强度明显高于铝酸钠速凝剂 3、掺量6%无碱速凝剂28d后的强度明显高于铝酸钠速凝剂， 甚至高于空白混凝土 价格昂贵， 4、价格昂贵，影响了它的广泛应用
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3.2速凝剂 速凝剂
特点： 特点：
铝酸钠 优点：他们的作用受水泥化学成分、细度及所含矿物添 优点：他们的作用受水泥化学成分、 加剂的影响， 加剂的影响，这种影响比所看到的碳酸盐类外加剂的影响 小，最终强度损失20%-25%。 最终强度损失20%-25%。 20% 缺点： 缺点：其高碱含量在地下施工对健康危害是限制其应用 的主 要因素
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特点： 特点：
非碱性粉磨状速凝剂 1、低于7%的掺量不会影响混凝土早期强度 低于7%的掺量不会影响混凝土早期强度 7% 2、大剂量会导致后期强度下降，但是下降小于碱性促凝剂 大剂量会导致后期强度下降， 3、要求干燥设备中贮存，潮湿环境影响速凝剂灵敏度。 要求干燥设备中贮存，潮湿环境影响速凝剂灵敏度。 4、需要设备使掺量和均匀性达到要求 5、比非碱性液体速凝剂回弹率大10%-15% 比非碱性液体速凝剂回弹率大10%10%
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特点： 特点：
硅酸碱（水玻璃） 硅酸碱（水玻璃） 掺量大，大剂量使用时， 掺量大，大剂量使用时，这些速凝剂降低了与基底的粘 结力， 结力，最终导致混凝土强度的下降和严重的干缩 改性硅酸碱（水玻璃） 改性硅酸碱（水玻璃） 优点： 掺量4% 6%时 很短的时间（<10s） 4%优点：1、掺量4%-6%时，很短的时间（<10s）使喷射混凝土 产生胶结作用。 可施工80 150mm喷射厚度 80喷射厚度。 产生胶结作用。2、可施工80-150mm喷射厚度。3、与各种 水泥可相配，最终强度损失比铝酸盐速凝剂小， 水泥可相配，最终强度损失比铝酸盐速凝剂小，对皮肤没 有强的侵蚀性， 有强的侵蚀性，碱含量比铝酸盐基速凝剂小得多 缺点：不能产生理想的初始强度， 缺点：不能产生理想的初始强度，不适于早期强度要求较高 的工程
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3.2速凝剂 速凝剂
作用机理： 作用机理：
铝酸盐型速凝剂 该速凝剂由铝氧熟料， 该速凝剂由铝氧熟料，碳酸盐和生石灰按一定比例配制 而成的粉状物。水泥中掺入速凝剂后， 而成的粉状物。水泥中掺入速凝剂后，因水泥中的石膏参 加化学反应，而先生成大量的固溶体，然后再生成钙钒石。 加化学反应，而先生成大量的固溶体，然后再生成钙钒石。 速凝剂各组分之间及其与石膏发生的反应如下: 速凝剂各组分之间及其与石膏发生的反应如下: Na2CO3+CaO+H2O=CaCO3+2NaOH Na2CO3+CaSO4=CaCO3+Na2SO4 NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH 2NaAlO2+3CaO+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH 2NaOH+CaSO4=Na2SO4+Ca(OH)2
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3.2速凝剂 速凝剂
作用机理： 作用机理：
复合硫铝酸盐型速凝剂 该速凝剂由铝氧熟料、矾泥、石灰按一定比例配制而成。 该速凝剂由铝氧熟料、矾泥、石灰按一定比例配制而成。 其中的A1 和水泥中的CaSO 提供了大量的SO 其中的A12(SO4)3和水泥中的CaSO4提供了大量的SO42-与液 相中的AI 相中的AI2O3、Ca(OH)2等急速反应生成微细针状的钙矾石和 中间产物次生石膏。其反应如下: 中间产物次生石膏。其反应如下: A12(SO4)3+3CaO+5H2O=3CaSO4·2H2O+2Al(OH)3 2NaAlO2+3CaO+7H2O·3CaO·A12O3·6H2O+2NaOH 3CaO·A12O3·6H2O+3CaSO4·2H2O+25H2O·C3A·3CaSO4·31H2O