黄文明　胡从文　仝浩胜　陈明中　魏运权

摘要：速凝剂作为一种混凝土迅速凝结硬化的外加剂，在当今建筑工程领域的应用愈加广泛。现如今，由于建筑行业对速凝剂的要求不断增加，因此在速凝剂制备中，要强化其速凝效果、保证长期耐久性、降低强度损失，这也推动了速凝剂朝向高性能、无碱液态方向发展，无碱液体速凝剂更是湿喷射混凝土必须的新型材料。基于此，本文首先提出液体无碱速凝剂的制备方法，进而提出液体无碱速凝剂的应用。

关键词：液体无碱速凝剂;应用技术;制备;方法

引言

液体无碱速凝剂作为一种新型的速凝剂，在当今混凝土制备当中的应用愈加广泛。近些年来湿法喷射混凝土技术由于回弹性低，所以不会对施工环境造成影响，还可以保障施工效率，已经取代了传统的干喷工艺。湿喷法常用的液体速凝剂包括铝酸钠、硅酸钠等碱性液体或无碱液体。碱性液体速凝剂在加入到混凝土之后，喷射后期强度、耐渗性会逐渐下降，而无碱液体速凝剂可以保证混凝土的后期强度、提升抗渗性，所以液体无碱速凝剂被各大企业广泛关注，在工程项目中的应用愈加广泛。

1.液体无碱速凝剂的制备

1.1材料

液体无碱混凝土制作需要采用硅酸钠、十八水硫酸铝，分析纯;二水酸草，分析纯;氯化铵，分析纯;碳酸铵，分析纯;自制固含量40%的氟铝络合溶液;二乙醇胺，分析纯;稳定剂，阳离子表面活性剂和自来水。水泥采用P·0425;砂;ISO标准砂。

1.2使用设备

设备主要是包括是你稠度凝结时间测定仪、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂振动台、压力试验机、数显鼓风干燥箱、恒温水浴锅、增力电动搅拌器、扫描电镜、X射线衍射仪、数显酸度计、比重计。

1.3测试与表征

各类测试参数严格按照《混凝土外加剂均质性试验方法》进行，包括密度、含碱量、PH值、固含量。在速凝剂试验过程中需要采用目测方法，一段时间之后观察速凝剂是否分层、析晶、絮凝等情况。采用布氏粘度计对速凝剂粘度进行测试，检测温度控制在20℃。净浆凝结时间、砂浆强度按照《喷射被混凝土用速凝剂》标准实施。

使用XRD对两个水泥净浆水化样的物相变化进行测试，包括没有加入速凝剂的浆液和加入6%速凝剂的浆液展开6分钟、6小时、1天试验对比。使用SEM观察两个水泥砂浆的显微结构。XRD和SEM试样制备当中，采用P·042.5水泥，水灰比控制在0.4，速凝剂使用量为6%，用六连模成型（规格为20*20*20mm），分别加入没有速凝剂的浆液和加入速凝剂的浆液，并将试样进行对比。

1.3制备

首先使用80℃水浴进行加热处理，在三口烧瓶当中加入10g乙醇、2g阳离子表面活性剂，20g硅酸钠、5g氯化铵，之后再放入水25g，将溶液搅拌均匀，完毕后加入15g自制氟铝络合溶液，保持恒温搅拌0.5小时，制得粒径在50nm～150nm的硅酸，部分硅酸氧化后制得二氧化硅粉末。

其次使用80℃水浴进行加热处理，在三口烧瓶当中加入55g十八水硫酸铝、5g草酸，5g碳酸铵，之后再放入水25g，将溶液搅拌均匀，完毕后加入15g自制氟铝络合溶液，保持恒温搅拌0.5小时，最后得到粒径在50nm～150nm之间的氢氧化铝粉末。

最后将50g纳米氢氧化铝、10g硅酸、50g二氧化硅粉末在稳定剂、二乙醇胺4g、2g增黏剂，使用搅拌棒快速搅拌到全部溶解，获得透明速凝剂溶液。为了能够延长速凝剂的存储时间，加入一定量的稳定剂，用量为速凝剂的0.8%，添加稳定剂时必须要缓缓进行，常温高速搅拌，并将其密封保存使用。

本文所制备的液体无碱速凝剂的物化性能指标为：（1）性状。无色或微黄色悬浮液体;（2）含碱量经测试为0.063%;（3）浓度为1.36/（g/cm³）;（4）PH值的范围在2.7±0.5;（5）氯离子含量低于0.02%（6）固含量为41%;（7）在20℃环境下的粘度为150±50/（mPa· s）;（8）稳定期在90天以上。

2.液体无碱速凝剂应用技术的注意事项与影响

2.1凝结时间

在速凝剂制备完成之后，进行试验对比，采用P·042.5水泥，水灰比控制在0.4，并加入不同量的速凝剂，观察混凝土的凝结时间。通过实际应用可知，随着速凝剂使用数量不断增加，其凝结时间也不断降低，在速凝剂加入量在6%时，此时P·042.5水泥达到了一等品速凝剂对凝结时间的要求，初凝时间为2.4min，终凝时间6.0min。在实际应用中可以发现，在加入了速凝剂之后，此时浆液的粘稠度快速增长，提升了水泥浆液的粘附性。

2.2胶砂强度

使用P·042.5水泥，水灰比为0.5，胶砂比为1：1.5，速凝剂加入量分别为水泥总量的0.5%、6%、7%、8%，并重点观察不同速凝剂使用量对胶砂强度的影响。在试验当中，5-8%速凝剂掺入量内，速凝剂掺入量增加，其抗压强度也有所增加，1d后抗折强度为峰形，先增后减，掺入量在6%时得到最大值。28d的抗折强度会随着速凝剂量增多而减少，甚至不如未加入速凝剂的试样。28d抗压强度会随着速凝剂掺入量先增加后减少，此时掺入量在5%时取最大值，在掺入量在5-8%时，28d抗压强度都超过了100%。

2.3速凝剂和水泥的适应性

适应性包括胶砂1d、净浆凝结时间、28d抗压强度比。在实际应用中，采用了水泥净浆凝结试验，水灰比为0.4;水泥胶砂强度试验的水灰比为0.5%，胶砂比为1：1.5。从中可以发现，速凝剂當中的P·042.5水泥具有良好的促进凝结作用。水泥在加入了7%速凝剂时，初凝时间不超过3分钟、终凝时间不超过8分钟，符合文件标准，达到了一等品的要求。在加入了速凝剂之后，多个试样1d抗压强度都高于没有加入速凝剂的试样，符合《喷射混凝土用速凝剂》的一等品1d抗压强度大于7MPa要求;28d抗压强度超过了95%，符合标准。

2.4水泥试样XRD与SEM

通过分析可知，在龄期不断增长的情况下，石高峰会慢慢削减，1d石膏峰已经完全消失;钙矾石峰变化不够明显，整体上是呈现为增长趋势。在加入速凝剂当中，水化样当中出现了4个AFt，表示速凝剂可以促进生成钙矾石。在SEM分析中，通过加入6%的速凝剂水泥分别进行1h和6h水化试样，从而得出SEM特征。在分析中发现，水泥颗粒表面长满了白色的C-S-H针状、胶状钙矾石，颗粒间隙当中也存有棒状钙矾石，钙矾石能够有效填充孔隙。

结束语

综上所述，本文所提出的速凝剂制备方案具有强度高、凝结速度快、28d抗压强度保有率高。虽然理论上速凝剂加入量越多速凝效果越好，但是也要掌握一个度，如果加入量过大会降低抗折强度。因此速凝剂掺量应控制在6-8%范围，在实际应用当中也具有良好的使用特性。

参考文献

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