喷射混凝土速凝剂
喷射混凝土所用的各种外加剂都是用以提高喷射混凝土的强度
喷射混凝土所用的各种外加剂都是用以提高喷射混凝土的强度、粘接性、粘聚性、抗冻融性和耐磨损性，减少回弹率。
由于喷射混凝土的发展速凝剂的应用不断增加。
喷射混凝土有两种不同类型：干拌混合物和湿拌混合物。
在干拌混合物中，除了水以外，将所有其他组份混合，干拌混合物通过输料管在喷嘴口再与水混合由压缩空气一起喷出。
在湿喷工艺中除了速凝剂外，其他所有组分包括水在搅拌机中混合，制备的混凝土被输送到喷口，在喷口处加入液体速凝剂由压缩空气喷射到接受面上。
由于这两种方法在用水量上的差异，湿喷工艺的水灰比(W/C)一般高于干喷的喷射混凝土，这就会产生较高的孔隙率和渗透性以及较低的强度。
湿喷混凝土的耐久性相当于相应的干喷混凝土。
最近，由于复合使用超塑化剂和硅灰，开发了具有优质粘结性能的湿拌喷射混凝土。
采用湿拌工艺，使喷射混凝土能很好地适用混凝土建筑物的修复。
一.前言喷射混凝土用于地下施工时，其性能应满足工程的一些基本要求，如具有早期强度，厚层施工时不产生位移等。
为满足这些要求，干混或湿混喷射混凝土都应加入速凝剂。
目前，市场有不同种类的速凝剂，这些速凝剂具有各自不同的化学组成，对混凝土的凝结时间和早期强度具有不同的作用。
不考虑其他的应用，对于如何评价速凝剂的作用目前还没有一致的意见。
水泥浆试验方法(维卡仪和Gillmone针仪)被用来研究水泥与速凝剂之间的相容性。
但是，这些方法的效果目前还存在争议。
使用速凝剂掺入干混或湿混喷射混凝土中进行厚的衬板,特别是顶板施工，其目的是提高混凝土的早期强度以满足设计要求。
但是，也会间接影响混凝土的其他性能，如：(1)直接参与水泥凝结的反应，防止产生稠度的突然变化。
(2)直接与拌合水反应,促使拌合物变稠。
(3)增加拌合物的触变性。
(4)在新拌浆体中没有流变反应，但使硬化相会有所改变。
(5)影响回弹和起灰量(干混)，及最终强度。
(6)在干混施工中选择特殊的速凝剂间接影响回弹和起灰量,速凝剂增加了拌合物触变性。
低掺量高早强速凝剂在喷射混凝土中的实际应用
引言近年来，喷射混凝土在我国基础设施建设中的用量呈不断增加的趋势，起到越来越重要的作用，因此，对喷射混凝土的性能、耐久性及经济性有了更高的要求[1-3]。
喷射混凝土技术的关键之一是早期强度快速发展，在隧道开挖初期喷射混凝土对控制围岩变形起着至关重要的作用，缓慢的强度发展不仅会影响施工进度，也使施工操作人员暴露在支护强度不足的危险中[4-5]。
目前关于喷射混凝土中速凝剂和促凝早强剂复配的使用也有了一些初步研究。
王建黔等[6]发现在硫铝酸钙基促凝早强剂与无碱液体速凝剂协同作用下，湿喷混凝土凝结速度加快，3 h抗压强度可达5 MPa。
王子明等[7-8]系统研究了3种不同促凝早强剂对喷射混凝土性能的影响，通过净浆凝结时间和砂浆抗压强度表征3种粉体促凝早强剂（FAC、FAS和CN）单掺时的促凝早强效果，在掺加无碱液体速凝剂的基础上加入促凝早强剂，结合水泥水化放热特性、水化产物组成测试结果表征双掺体系的促凝早强效果及机理，结果表明，促凝早强剂与速凝剂双掺能够显著提高砂浆的早期抗压强度，6 h抗压强度均大于3.5 MPa；FAS促凝早强剂促进大量C-S-H凝胶生成，C-S-H凝胶和钙矾石形成紧密的空间网络结构提高强度，FAC和CN促凝早强剂通过生成大量的钙矾石提高强度。
赵翔宇等[9]研发了一种具有普通减水剂、增粘低掺量高早强速凝剂在喷射混凝土中的实际应用尚百雨1，2万维福11. 北京金隅混凝土有限公司 北京 1001652. 中国混凝土与水泥制品协会喷射混凝土材料与工程技术分会 北京 100011摘 要：针对某工程初支喷射混凝土存在回弹率严重偏高、安全隐患大等问题，结合现场使用材料，在工区中心试验室开展了对比试验，优化速凝剂的配合比与制备工艺，调配出一种与工程现场使用材料相容性优异、掺量低、高早强的速凝剂（SJC-1）。
结果表明：在SJC-1掺量较现场用速凝剂降低20%的情况下，喷射混凝土的回弹率可控制在10%以内，其3 h强度提高150%以上，6 h强度提高300%以上，初支喷射混凝土的支护功能得到有效发挥，安全风险大大降低；此外，在经济效益方面，通过对比发现，使用SJC-1可以有效降低工程造价，综合效益提升显著。
喷射混凝土用速凝剂国家标准制订编制说明
砂结构的条件下，两种搅拌方法的 1 d、28 d 和 90 d 测定值相差很小。经修标小组讨论决定采用机械搅
拌，并确定了搅拌工艺参数。
6. 试验方法
6.1 材料 与行业标准 JC 477 相比： 新增本节。
6.2 仪器 与行业标准 JC 477 相比： 新增本节。
6.3 试验条件 与行业标准 JC 477 相比： 新增本节。规定试验室和养护箱环境温度。
5.1.1 液体速凝剂
和行业标准 JC 477 相比：
增加了 pH 值、含固量、氯离子含量和总碱量的控制值要求。
此次标准制定考虑 pH 和碱含量对人体健康影响，经修标小组讨论，pH 控制值要求≥ 2.0，液体无碱
速凝剂总碱量≤ 1 %；含固量的准确测定对速凝剂凝结时间和强度评价非常关键，市面上用的速凝剂产
匀质性指标应符合表 1 的要求。
表 1 速凝剂匀质性指标
试验项目
液体(FDA-L)
指标
密度，g/cm3
应在生产厂控制值的± 0.02 g/cm3 之内
pH 值
≥ 2.0，且应在生产厂控制值的± 1 之内
含水率，%
----
细度，%
----
含固量，%
S＞25 ％时，应控制在 0.95 S～1.05 S； S≤ 25 ％时，应控制在 0.90 S～1.10 S
《喷射混凝土用速凝剂》国家标准制订 编制说明
1. 范围
与行业标准 JC 477 相比： 增加了：（1）标准范围标记和产品出厂两项。
（2）本标准适用范围为喷射法施工水泥砂浆或混凝土时采用的速凝剂。
2. 规范性引用文件
和行业标准 JC 477 相比： 增加了：JC/T 723 水泥胶砂振动台。
速凝剂对喷射混凝土的影响
3 隧道喷射混凝土遇到的问题
问题
工人危害大 回弹率大 初期强度差 后期强度上不去 水胶比大
4 喷射混凝土的主要影响因素
影响因素
基材 机械 喷射手 环境 速凝剂
4.1 基材
水泥
砂
基材
石子
水
选用性能符合现行标准，凝结硬化快 保水性好,早期强度增长快水泥
含水率在6-8%，泥土含量不大于3% 硫化物和硫酸盐含量不大于1%。
优点
1.环保 2.后期强度高 3.对人体无伤害
2 喷射混凝土施工工艺
爆破
骨架
喷射
防水
衬砌
2.1 湿喷法喷射混凝土工艺流程图
粗骨料 细骨料 水泥
水
空气机
搅
拌 机
喷射机
速凝剂 喷嘴
受喷面Βιβλιοθήκη 2.2 湿喷法喷射混凝土的优点■降低施工区粉尘浓度，消除对工人健康的危害 ■喷射质量较易控制，提高混凝土的匀质性 ■回弹量小，回弹率可降低到10％以下 ■喷层厚度有可靠保证，支护质量得以提高
了混凝土中凝胶成分， 早
保证了混凝土早期的超 强
高强度。
高
晚 胶凝态材料不会破坏混凝 强 土中原有的硅酸盐凝胶， 高 完全保留了混凝土的原有
后期强度。
高分子材料在水泥中形成
回 三维网络结构，提高混凝 弹 土粘聚性，降低施工中水 小 泥回弹量，增加了一次喷
射层厚度，提高了经济效 益。
6 质量控制及检验标准
4.5 速凝剂
速凝剂在喷射混凝土施工中，是一种必不 可少的外加剂对喷射混凝土的速凝起到举足轻 重的作用。不同厂家的速凝剂在喷射混凝土中 普遍存在初期强度不足、后期强度不高、回弹 率大等一系列问题。
5 实验对比分析
金壁Fa-92型喷射混凝土用速凝剂的研究
要 ］本文就速凝剂原料构成 、技术 ｌ 生能和工程 应用研 究等作 以介绍 。
［ 文献标识码 】Ａ 【 文章编号】１ ｏ 一 １ ２ （Ｏ ７ ６ ０ ２ 一 ２ Ｏ ９ Ｏ ４ ２ ｏ ）０ — ｏ ６ ｏ
［ 关键词 ］金壁 Ｆ —９ ａ ２型速凝剂 ；生产 工艺 ；特 点 ；性能｝ 标 ；工程应用 雪 【 中图分类 号】Ｔ ５ ８０ ２ Ｕ２． ． ４７
——
１． ２０ ０
生石灰 纯 碱 煤 灰
—— ４． １０ ０ ——
９． ２１ ０ —— ４０ ．１
１０ ． ２ —— ４． ７３ ０
０４ ．５ —— ３． ５８ ８
００ ．３ —— ４４ ． ５
—— ５． ７０ ０ ——
—— —— ——
０３ ％，灰分 ２ ． ％，挥发分 ７８ ％，固定碳 ６ ． ％，发 热 ． ７ ３９ ２ ． ２ ７８ ９ 量为 ２ ０ Ｊｌ 。 ５ ５ｋ／ｇ ９ 【
矿 山井巷 、洞 室 、水利及地下建筑 工程 的喷射混凝 土而越来
的 “ 星一型” “ １ 型 ”和 “８ ”等几个 牌号 ，增加 红 、 ７１ ７ ２型 到 十几 个 。然而 无论是 国 际上享 有盛 名的 日本 的 “ 右尼 西 特” 、原西德 的 “ 揣可 莎” 、奥地利 的 “ 西卡 ” ，还是 国 内的 “ 红星一 型” “ １ ”和 “ ８ ”型等速凝剂 ，都某种程度地 、 ７ｌ ７２ 存在着原料成本较高 ，因而售价较高 ，以及掺速凝剂混凝土 虽早期强度较高 ，但后期 强度损失较大 的弊病 。这些 问题 不
１ 前言
喷射混凝土 用速凝剂 由于可 广泛用于 铁路和公 路隧道 、
度； 在磨制速凝剂时便以铝氧熟料、 碳酸钠和生石灰的配料
喷射混凝土用无碱速凝剂技术规格书、技术规程_概述说明
喷射混凝土用无碱速凝剂技术规格书、技术规程概述说明1. 引言1.1 概述在喷射混凝土施工领域，无碱速凝剂技术作为一种新兴的施工技术，逐渐得到了广泛应用和认可。
该技术通过添加无碱速凝剂到混凝土材料中，能够显著提高混凝土的早期强度发展和快速硬化特性。
本文将对喷射混凝土用无碱速凝剂技术规格书和技术规程进行详细介绍和说明。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分进行讨论。
首先是引言部分，对整篇文章进行概述和介绍。
接下来是技术规格书介绍，该部分将对无碱速凝剂技术规格书进行定义、范围、特点以及应用领域等方面进行详细阐述。
第三部分是技术规程概述，包括了喷射混凝土施工原理、所需设备和工具的要求以及具体的施工步骤等内容。
第四部分是针对无碱速凝剂的性能与特点进行探讨，内容涵盖了其定义与分类、主要成分及作用机理以及生产工艺和质量控制要求等方面。
最后一部分是实施无碱速凝剂技术的优势与挑战，包括了该技术的优势、可能出现的挑战与解决方案以及市场应用前景评估等内容。
1.3 目的本文旨在全面介绍和说明喷射混凝土用无碱速凝剂技术规格书和技术规程。
通过对该技术的科学解析和论证，旨在提高广大读者对这一新兴施工技术的认识和理解，并进一步推动其在工程实践中的应用和发展。
同时，通过对无碱速凝剂的性能与特点进行分析，有助于读者深入了解该技术在提升混凝土施工效率、改善工程质量以及节约资源等方面所具备的优势，并掌握应对其中潜在挑战的相应解决方法。
最后，本文还将展望无碱速凝剂技术在未来市场中的应用前景，为相关领域从业人员提供一定程度上的参考与借鉴。
2. 技术规格书介绍2.1 定义和范围技术规格书是指针对喷射混凝土用无碱速凝剂技术的详细说明文件，包括相关材料、设备和操作要求等。
它旨在规范化无碱速凝剂的应用，并确保其在喷射混凝土工程中的有效性和安全性。
技术规格书制定的范围主要涵盖无碱速凝剂的定义、特性以及适用于哪些具体施工项目等。
2.2 主要特点2.2.1 环境友好：无碱速凝剂是一种不含有害物质并对环境影响较小的材料，具有良好的可持续发展特性。
喷射混凝土的原理与技术特点
喷射混凝土的原理与技术特点喷射混凝土有两种不同类型：干拌混合物和湿拌混合物。
在干拌混合物中，除了水以外，将所有其他组份混合，干拌混合物通过输料管在喷嘴口再与水混合由压缩空气一起喷出。
在湿喷工艺中除了速凝剂外，其他所有组分包括水在搅拌机中混合，制备的混凝土被输送到喷口，在喷口处加入液体速凝剂由压缩空气喷射到接受面上。
由于这两种方法在用水量上的差异，湿喷工艺的水灰比(W/C)一般高于干喷的喷射混凝土，这就会产生较高的孔隙率和渗透性以及较低的强度。
湿喷混凝土的耐久性相当于相应的干喷混凝土。
最近，由于复合使用超塑化剂和硅灰，开发了具有优质粘结性能的湿拌喷射混凝土。
采用湿拌工艺，使喷射混凝土能很好地适用混凝土建筑物的修复。
一.概述喷射混凝土用于地下施工时，其性能应满足工程的一些基本要求，如具有早期强度，厚层施工时不产生位移等。
为满足这些要求，干混或湿混喷射混凝土都应加入速凝剂。
目前，市场有不同种类的速凝剂，这些速凝剂具有各自不同的化学组成，对混凝土的凝结时间和早期强度具有不同的作用。
不考虑其他的应用，对于如何评价速凝剂的作用目前还没有一致的意见。
水泥浆试验方法(维卡仪和Gillmone针仪)被用来研究水泥与速凝剂之间的相容性。
但是，这些方法的效果目前还存在争议。
使用速凝剂掺入干混或湿混喷射混凝土中进行厚的衬板,特别是顶板施工，其目的是提高混凝土的早期强度以满足设计要求。
但是，也会间接影响混凝土的其他性能，如：(1)直接参与水泥凝结的反应，防止产生稠度的突然变化。
(2)直接与拌合水反应,促使拌合物变稠。
(3)增加拌合物的触变性。
(4)在新拌浆体中没有流变反应，但使硬化相会有所改变。
(5)影响回弹和起灰量(干混)，及最终强度。
(6)在干混施工中选择特殊的速凝剂间接影响回弹和起灰量,速凝剂增加了拌合物触变性。
例如提高了混凝土的塑性，减少了回弹,增加喷射颗粒的附着力。
速凝剂对混凝土的早期强度的影响主要取决于其本身的化学组分、使用剂量、胶凝材料的化学成分、所含的矿物添加剂和使用温度。
喷射混凝土用速凝剂国家标准探析
安徽建筑摘要：文章主要介绍、分析了《喷射混凝土用速凝剂》（GB/T35159-2017）国家标准的制定内容与《喷射混凝土用速凝剂》（JC 477-2005）建材行业标准中内容的变化，为深入理解速凝剂国家标准相关规范，科学合理的使用速凝剂，发挥速凝剂在工程建筑过程的积极作用。
关键词：速凝剂；凝结时间；粉状；液体中图分类号：TU528.042.7文献标志码：B文章编号：1007-7359（2019）09-0149-02DOl：10.16330/ki.1007-7359.2019.09.0601引言速凝剂由于具有速凝和早强的优异特点，成为了喷射混凝土中的重要组成材料。
如今社会的发展，地下工程数量不断增加，规模不断增大，速凝剂作为混凝土中的重要组成材料，在一些特定的工程项目中占据着不可或缺的重要地位，可广泛应用于交通、城建、采矿、防漏堵漏及部分紧急抢修工程中。
如今随着喷射混凝土在工程技术中的广泛应用，喷射混凝土慢慢成为混凝土在施工过程中的主要技术方式，同时速凝剂的应用也越来越受到重视，性能要求也越来越严格，同时极大促进了新型速凝剂的开发与应用，其中低碱或无碱速凝剂因其良好的适应性和稳定性，成为速凝剂主要的发展和应用方向之一。
将速凝剂根据其物理形状的不同可以分为：液体速凝剂和固体粉状速凝剂，根据其性质的不同又可分为：碱性速凝剂和无碱速凝剂。
速凝剂作为建筑材料中的重要组成部分，其品质、性能的好坏直接关系到建筑工程的安全性问题，2018年11月1日，《喷射混凝土用速凝剂》（GB /T 35159-2017）国家标准正式实施，国家标准的实施促进速凝剂的检测更加规范化，更好的体现了标准为行业服务的宗旨。
2《剂喷射混凝土用速凝剂》》（GB /T 3515935159--2017）的内容2.1范围范围、、术语及分类相较于《喷射混凝土用速凝剂》（JC 477-2005），国标的使用范围更广，不仅可适用于喷射法施工混凝土用速凝剂，也可用于水泥砂浆用速凝剂的检测标准。
喷射混凝土及速凝剂的应用发展现状
引言我国基础设施建设工程正逐年增加，水泥及混凝土的消耗量也处于高位。
2020年中央预算内投资安排为6000亿元，比去年增加224亿元，重点支持新型基础设施建设，并加强交通、水利等重大工程建设。
据中国混凝土与水泥制品协会年度报告显示，2020年中国全年水泥产量达到23.77亿吨，同比增长1.6%；2020年我国预拌混凝土总产量为28.43亿立方米，同比增长2.89%[1]。
因此大量基础设施建设工程的推进将大力推动喷射混凝土和外加剂行业的快速发展。
在未来一段时间内，隧道建设、煤矿加固、城市道路和防水设施维修等项目对喷射混凝土的需求将继续保持增长趋势，对包括速凝剂在内的各种化学外加剂需求将不断增加。
所以提高喷射混凝土和速凝剂的质量可直接促进我国大量基建工程的施工质量和服役寿命得到提高和改善。
本文中主要对我国喷射混凝土和速凝剂的相关知识进行了详细介绍。
1、喷射混凝土工艺发展现状喷射混凝土的工作原理是在压缩空气或高压泵的动力下，通过喷射装置将混凝土拌合物喷射至支护表面并在几分钟内凝结硬化，起到封闭与支护的作用[2]。
喷射混凝土技术起始于20世纪的美国，1911年喷射技术首次获得专利并成立Cement Gun公司[3]。
喷射混凝土成型工艺主要分为干喷法和湿喷法。
干喷法在施工过程中存在粉尘量和回弹量均较大、工作环境恶劣、喷料时有脉冲现象且均匀度差、实际水灰比不易准确控制、生产效率低、配套使用的碱性粉状速凝剂会造成后期强度损失大、耐久性差等缺点[4]。
因此喷射工艺也逐步由干喷法转为湿喷法施工，湿喷法与干喷法的工艺特点见表1。
20世纪60年代末期，我国冶金、水电部门开始研究喷射混凝土技术及设备。
随着新奥法施工技术的引进，第三冶金建设公司和冶金部建筑研究院合作，成功地首次应用喷射混凝土技术建造了鞍钢弓长岭铁矿的矿山运输巷道[5]。
北京地铁工程也曾使用喷射混凝土修复因火灾烧坏的钢筋混凝土衬砌，为我国早期喷射混凝土技术的研究与开发奠定了坚实的基础[6]。
喷射混凝土用速凝剂 JC477-2005汇总
喷射混凝土用速凝剂JC477-20051 范围本标准规定了喷射混凝上用速凝剂的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存等。
本标准适用于水泥混凝土采用喷射法施工时掺加的速凝剂。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 1345水泥细度检验方法（80µm筛筛析法）GB/T 1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（eqv 150 9597：1989）GB 8076 混凝土外加剂GB/T 8077混凝土外加剂匀质性试验方法GB/T 17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（idt ISO 679：1989）JGJ 63 混凝土拌合用水3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
速凝剂用于喷射混凝土中，能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。
4 分类4.1 按照产品形态分为：粉状速凝剂和液体速凝剂。
4.2 按照产品等级分为：一等品与合格品。
5 要求5.1 匀质性指标匀质性指标应符合表1 的要求。
表1 速凝剂匀质性指标5.2 掺速凝剂的净浆和硬化砂桨性能指标掺速凝剂净浆及硬化砂浆的性能应符合表2的要求。
表2 掺速凝剂净桨及硬化砂桨的性能要求6 试验方法6.1 试验材料6.1.1 水泥：符合GB 8076标准中附录A的规定。
6.1.2 砂：符合GB/T 17671中有关ISO标准砂的规定。
6.1.3 水：符合JGJ 63的规定。
6.1.4 速凝剂：受检速凝剂。
6.2 密度、氮离子含量、总碱量、pH值、含固量按照GB 8077进行。
6.3 细度按照GB 1345中的手工干筛法进行。
6.4 含水率6.4.1 仪器a）分析天平：量程200g，分度值0.lmg；b）鼓风电热恒温干燥箱：O℃～200℃；c）带盖称量瓶：Φ25mmx65；d）干燥器：内盛变色硅胶。
喷射混凝土用速凝剂 JC477-2005
•喷射混凝土用速凝剂JC477-20051 范围本标准规定了喷射混凝上用速凝剂的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存等。
本标准适用于水泥混凝土采用喷射法施工时掺加的速凝剂。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 1345水泥细度检验方法（80µm筛筛析法）GB/T 1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（eqv 150 9597：1989）GB 8076 混凝土外加剂GB/T 8077混凝土外加剂匀质性试验方法GB/T 17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（idt ISO 679：1989）JGJ 63 混凝土拌合用水3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
速凝剂用于喷射混凝土中，能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。
4 分类4.1 按照产品形态分为：粉状速凝剂和液体速凝剂。
4.2 按照产品等级分为：一等品与合格品。
5 要求5.1 匀质性指标匀质性指标应符合表1 的要求。
表1 速凝剂匀质性指标5.2 掺速凝剂的净浆和硬化砂桨性能指标掺速凝剂净浆及硬化砂浆的性能应符合表2的要求。
表2 掺速凝剂净桨及硬化砂桨的性能要求6 试验方法6.1 试验材料6.1.1 水泥：符合GB 8076标准中附录A的规定。
6.1.2 砂：符合GB/T 17671中有关ISO标准砂的规定。
6.1.3 水：符合JGJ 63的规定。
6.1.4 速凝剂：受检速凝剂。
6.2 密度、氮离子含量、总碱量、pH值、含固量按照GB 8077进行。
6.3 细度按照GB 1345中的手工干筛法进行。
6.4 含水率6.4.1 仪器a）分析天平：量程200g，分度值0.lmg；b）鼓风电热恒温干燥箱：O℃～200℃；c）带盖称量瓶：Φ25mmx65；d）干燥器：内盛变色硅胶。
喷射混凝土用速凝剂
喷射混凝土用速凝剂概述喷射混凝土是一种用于在困难地质条件下进行基础、地下工程以及隧道施工的一种特殊建筑材料。
为了提高施工效率和保证工程质量，喷射混凝土中的速凝剂起到了举足轻重的作用。
本文将介绍喷射混凝土用速凝剂的定义、分类、性能要求以及使用方法。
定义喷射混凝土用速凝剂是指添加于喷射混凝土材料中，能够促使混凝土迅速凝结并获得较高强度的一种化学药剂。
速凝剂的使用可以缩短施工周期，提高施工效率。
分类根据速凝剂的成分和作用原理，喷射混凝土用速凝剂可以分为以下几类：1. 碱性速凝剂碱性速凝剂是一类以碱性氧化物为主要成分的速凝剂。
其作用原理是通过与混凝土中的水或水合硫铝酸钙反应，产生大量热量并形成水合硫铝酸钙胶体，从而加快混凝土的凝结速度。
碱性速凝剂的优点是凝结速度快，强度高，适用于施工周期紧迫的工程。
然而，由于产生的热量较大，需要严格控制施工温度以防止温度过高引起开裂等问题。
2. 硅酸盐速凝剂硅酸盐速凝剂是以含硅酸盐为主要成分的速凝剂。
其作用原理是通过与水中的氢氧根离子反应，产生水合硅酸钙胶体，从而促进混凝土的凝结和硬化。
硅酸盐速凝剂的优点是施工过程无蒸发热，不会引起温升问题，且具有较好的抗渗性能。
然而，它的凝结速度相对较慢，需要适当延长养护时间来保证混凝土的强度发展。
3. 复合速凝剂复合速凝剂是由多种速凝剂组合而成的一类速凝剂。
复合速凝剂的优点是综合了不同速凝剂的优势，能够在凝结速度和强度发展上取得较好的平衡。
复合速凝剂的组合方式可以根据具体工程的要求进行调整，以达到最佳的施工效果。
然而，其成本相对较高，需要根据工程情况进行经济性评估。
性能要求喷射混凝土用速凝剂应具备以下性能要求：1.凝结速度快：能够在较短时间内迅速凝结，使施工进展更加高效。
2.强度发展快：能够在短时间内获得较高的强度，确保工程的稳定性。
3.与混凝土材料相容性好：不应对混凝土的其他性能产生负面影响，如抗渗性、抗冻性等。
4.适应不同温度和湿度条件：能够适应各种施工环境下的温度和湿度变化，保证施工质量。
速凝剂对喷射混凝土基本性能影响的研究
69总139期 2021.01 混凝土世界试验研究Experimental Research随着我国经济的不断发展，高速铁路与公路工程建设呈现较大的增长趋势，导致隧道工程量增加迅速。
经调查，我国已建成铁路隧道总长度约4000km，公路隧道总长度约750km。
喷射混凝土因具有终凝时间短、早期强度高、灵活性大等优点已广泛应用于隧道衬砌等工程中。
喷射混凝土是指在高压缩空气作用下将经过管道运输的混凝土均匀的喷射在受喷面上，自动压实并快速产生强度的一种特殊混凝土[1-3]。
为达到速凝快硬、减少回弹损失、防止因重力作用所引起的脱落、提高喷射混凝土在潮湿或含水岩层中使用的适应性以及缩短层间的喷射间隔时间，一般在喷射混凝土中掺加速凝剂[4-7]。
然而，部分工程为追求短期效益而不顾社会效益，以混凝土强度及耐久性为代价，盲目使用速凝剂，从而引发诸多质量事故。
本文系统研究速凝剂掺量对喷射混凝土终凝时间及强度的影响，这对加快工程建设进度、节省混凝土用量具有重要的工程实用价值。
1 试验部分1.1 原材料水泥：某公司生产的P ·Ⅱ 52.5级水泥。
粗骨料：5~20mm多粒级石灰岩碎石。
河砂：中砂，细度模数为2.6，含泥量为0.2%。
液体速凝剂：某公司生产的液体有碱型速凝剂，其pH值为13.2，固体含量为48.8%。
1.2 试验方案根据前期大量试验探究，设计不同速凝剂掺量（0、2%、4%、6%）对喷射混凝土性能的影响。
试验使用C30喷射混凝土，坍落度为140mm左右，拌合物和易性良好。
具体配比见表1。
表 1 C30混凝土配合比kg/m 3水泥水砂石减水剂4301907588354.31.3 试验方法抗压强度试验：按GBT 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，分别测量喷射混凝土在收稿日期：2020-11-3速凝剂对喷射混凝土基本性能影响的研究杨 斌1 梁松挺1 陈 胜21. 中国核工业中原建设有限公司 北京 1000892. 淮安市博彦土木工程科学研究院有限公司 江苏 淮安 223001摘 要：本文以凝结时间、抗压强度、收缩率、回弹率为测试指标研究了不同速凝剂掺量对喷射混凝土基本性能的影响规律。
喷射混凝土的现状与发展
喷射混凝土的现状与发展喷射混凝土是一种通过喷射机将混凝土混合料喷射到结构表面形成混凝土层的施工方法，广泛应用于地下工程、隧道工程、桥梁工程等领域。
本文将介绍喷射混凝土的现状、存在的问题和发展趋势，并通过实践案例进行分析和探讨。
喷射混凝土的现状喷射混凝土作为一种重要的施工方法，在隧道工程、地下工程、桥梁工程等领域得到了广泛应用。
其主要技术特点包括：可在短时间内完成大面积混凝土施工，提高施工效率；可以适应各种复杂地形和结构形式；比传统混凝土更加轻质、高强度、耐用。
然而，喷射混凝土也存在一些问题，如回弹量大、粉尘污染严重、需要专业的喷射设备等。
喷射混凝土的质量受原材料、配合比、施工工艺等多种因素影响，难以控制。
因此，需要采取相应的措施解决这些问题，提高喷射混凝土的质量和施工效果。
创新思路为了解决上述问题，可以采取以下创新思路：材料创新新型喷射混凝土材料的发展是解决传统喷射混凝土问题的有效途径之一。
例如，可以研发高性能、高流动性、低回弹性的喷射混凝土；可以引入其他材料，如钢纤维、碳纤维等，提高喷射混凝土的强度和耐久性。
施工工艺创新改进喷射混凝土的施工工艺也是解决现有问题的有效方法之一。
例如，可以采用分次喷射法、潮喷法等新工艺，减少回弹量和粉尘污染；可以引入自动化、智能化设备，提高施工效率和喷射混凝土的质量。
实践案例某市地铁工程中，由于地质条件复杂，需要进行大面积喷射混凝土施工。
为了解决传统喷射混凝土存在的问题，该工程采用了新型喷射混凝土材料和施工工艺。
具体措施包括：采用高性能、高流动性、低回弹性的喷射混凝土；采用分次喷射法，减少回弹量和粉尘污染；引入自动化、智能化设备，提高施工效率和喷射混凝土的质量。
通过以上措施的实施，该工程的喷射混凝土施工取得了良好的效果。
具体表现在：喷射混凝土的强度和耐久性得到了提高；施工效率也得到了显著提升；粉尘污染和回弹量也得到了有效控制。
这些实践经验为今后喷射混凝土的施工提供了有益的参考。
喷射混凝土
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3.1喷射混凝土 喷射混凝土
改善回弹的措施： 改善回弹的措施： 2.控制水灰比 2.控制水灰比 水灰比不仅是影响混凝土强度的主要因素， 水灰比不仅是影响混凝土强度的主要因素，而且直 接影响回弹量。对于干法喷射混凝土施工， 接影响回弹量。对于干法喷射混凝土施工，预先不能准 确的给定拌合料中的水灰比， 确的给定拌合料中的水灰比，水量全靠喷射手在喷嘴处 调节。 调节。 经验表明，水灰比太小，产生粉尘大、回弹量多， 经验表明，水灰比太小，产生粉尘大、回弹量多， 粘结力低，喷层会产生干斑、砂窝等现象， 粘结力低，喷层会产生干斑、砂窝等现象，影响混凝土 的密实性，易导致机械磨损等不良状况出现； 的密实性，易导致机械磨损等不良状况出现；而水灰比 太大，造成喷层流淌，滑移、坍落等， 太大，造成喷层流淌，滑移、坍落等，使混凝土强度降 速凝效果差， 低，速凝效果差，且过大的水灰比加大了混凝土的收缩 率，使混凝土易产生裂缝，在垂直面上的粘结度也会降 使混凝土易产生裂缝， 低。
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3.2速凝剂 速凝剂作用机 Nhomakorabea： 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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3.2速凝剂 速凝剂
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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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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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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3.2速凝剂 速凝剂
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：
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 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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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。CoFra bibliotekpany Logo
3.2速凝剂 速凝剂
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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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
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
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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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
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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
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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3.2速凝剂 速凝剂
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。