随着经济的发展和技术的进步,速凝剂的应用范围越来越广,在地下工程中.隧道施工.加固河堤边坡.补漏水工程.滑模工艺施工.道路抢修.在喷锚支护等工程中,大部分工程采用快凝快硬技术水泥速凝剂是一种外加剂,能使水泥混凝土快速凝固硬化。
速凝剂可分为两类:一类主要由铝酸盐和碳酸盐组成,然后与其他碳酸盐和有机物复合;另一种主要由硅酸钠组成,然后与其他碳酸盐和有机物复合水泥速凝剂的原理关于速凝剂的原理有很多种说法,主要有以下四种解释(1)生成水化铝酸钙和快速冷凝:这种快速冷凝剂消除了水泥中石膏的缓凝效果。
水泥中速凝剂和石膏的成分发生化学变化,产生氢氧化钠和溶解度较低的酸盐同时,氢氧化钠使水泥中的石膏变成水泥Na2SO4、大大降低了降低CaSO4的浓度,在这种环境的浓度C3A它可以快速进入溶液,分析六角板的水化产物C3AH6(从而生成C4AH13),石膏的缓凝作用消退,水化热释放,导致水泥浆快速凝固。
(2)加速水泥水化速度和速凝:在水泥-速凝剂-水的体系中,因为Al2(SO4)水泥研磨过程中加入石膏的电解质分解和溶解,水化前期溶液中硫酸盐离子浓度急剧增加,溶液中硫酸盐离子浓度与Al2O3.Ca(OH)2和其他成分迅速反映出迅速生成微针柱状钙矾石和中间次生石膏,这些新晶体生长.发展,在水泥颗粒交叉生成网络结构和速凝。
同时,速凝剂中的铝、氧熟料和石灰带来了有利的化学反应,为整个水化系统提供了40个℃反射温度,促进水化产物的产生和发展(3)产生水合铝酸钙框架,促进硅酸三钙水合而速凝:铝氧熟料促进水泥凝固的重要原因:一是获得氢氧化钙,促进硅酸三钙水化,加速硅离子溶解;
二是速凝剂的加入减弱,消除了原始硅酸三钙产生的水化膜和双电层的阻碍,导致诱导期减少或消失;第三种是在熟料矿物的早期水化中获得的钙离子和速凝剂中的钙离子AlO2-反应迅速产生水化铝酸钙晶体,搭接成网络;第四,当铝氧熟料溶解在水中时,会释放大量的热量,促进水化铝酸钙的晶体放热和硅酸钙的水化反应。
这些化学反应的共同作用导致水泥浆温度突然升高,甚至升高40℃,进一步推动水泥水化反应的发展;五是水化产物的产生,特别是水化铝酸钙的形成融合了大量的游离水,材料浆液流失迅速;六是水化产物的结晶和生长交叉产生网络结构,同时填充水化硅酸钙,促进水泥快速凝固硬化。
(4)新型低碱早强速凝剂原理:速凝剂中的水溶性硫酸盐铝酸盐或钡硫铝酸盐及外加剂.铝盐和其他化合物与溶解在硅酸钙中的钙离子迅速结合,产生大量的钙矾石,这为水泥浆提供了一个冷凝结构框架,因为液相中的钙离子被迅速结合并促进C3S水化产生CSH处在低C/S比水准,透水性好,水持续通过CSH向C3S内部蔓延,C3S内部CSH继续大量快速生产,与钙矾石框架胶结,然后水泥浆快速凝固。
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