为了说明硅酸钠和无碱速凝剂两者的不同作用,通过密度比g/g0的测定,基准混凝土28天的抗压强度损失是由于相应较低密实度值所致。众所周知,密度每降1%,由于较低密实度形成的孔隙抗压强度降低约5%~6%。因此掺12%硅酸盐喷射混凝土(表3)密实度g/g0为0.94,抗压强度降低30%~36%。这个数值比掺硅酸钠喷射混凝土与未掺速凝剂在模子中成型充分捣实的基准混凝土
28天
无碱速凝剂
为了说明硅酸钠和无碱
速凝剂两者的不同作用,通过密度比g/g0的测定,基准混凝土28天的抗压强度损失是由于相应较低密实度值所致。众所周知,密度每降1%,由于较低密实度形成的孔隙抗压强度降低约5%~6%。因此掺12%硅酸盐喷射混凝土(表3)密实度g/g0为0.94,抗压强度降低30%~36%。这个数值比掺硅酸钠喷射混凝土与未掺速凝剂在模子中成型充分捣实的基准混凝土
28天的实测值(55%)低了许多,这就意味着,除了未完全捣实影响因素外,为了解释测定的强度损失,还要考虑其他的一些因素。这可能是加入硅酸钠速凝剂后熟料相中的C3S和C2S水化速度降低所致。
由于加入无碱速凝剂,在喷射时混凝土工作性较好,无碱速凝剂喷射混凝土密实度较高(0.97~0.98), 28天时测定的强度损失是等于或稍预计值(10%~18%),这就意味着无碱速凝剂不会使水泥后期强度下降。反之,预计密实度降低(表2),但28天的强度损失较低可能是由较高的水泥程度来部分补偿。
复合使用炳烯酸超塑化剂、硅灰和无碱速凝剂,使用30%粉煤灰或50%矿渣取 代硅酸盐水泥的混合硅酸盐水泥,可以生产出低W/C的高坍落度、高强度、密实度高和耐久性好的喷射混凝土。在施工中,坍落度损失小,回弹少和碱性危险低是这种喷射混凝土另外一些重要性能。
无碱(低碱)粉状
速凝剂是20世纪90年代初开始使用的一类速凝剂。如采用CaCl2与Al2(SO4)3复合制成的无碱粉状速凝剂,可使混凝土后期强度损失减低至15%以下,但因Cl-的引入会加速钢筋锈蚀,该速凝剂没有得到推广。
无碱(低碱)粉状速凝剂虽然碱含量较低,混凝土抗压强度损失相对较小。
目前,以硫酸铝替代部分碱金属盐类物质所配制的速凝剂,作为新型无碱(低碱)液态速凝剂,在市场上生产与应用较广泛。这类速凝剂品种很多,且组成成分和配制工艺也存在较大差别。
硫酸铝和氢氧化铝可直接反应生成聚合硫酸铝,简化了硫酸铝和铝酸钠反应先生成氢氧化铝再生成聚合硫酸铝的反应过程,并且蕞大程度的引入了铝离子。其优点是不会引入碱金属离子,缺点是氢氧化铝使用比例较大,成本较高。
国外速凝剂研究现状
国外对喷射混凝土
速凝剂的研究要追溯到二十世纪三十年代,早投入到工程使用的是由瑞士和奥地利共同研制并顺利应用的“西卡(Sika)”速凝剂(其主要成分是硅酸钠,是一种无味的液体,对人体皮肤有腐蚀伤害作用。这种速凝剂掺量为4%时,水泥净浆在1.5min内初凝,3.75min内终凝。1天,3天和28天的抗压强度值分别为10.0,23.0和34.0MPa。)。随后,国外又出现了多种其它成分的速凝剂,其中绝大多数是以碱金属碳酸盐、铝酸盐为主要成分。如前苏联的澳矮斯、瑞典的西古尼特、日本的海德库斯等,这些速凝剂统称为传统速凝剂,该类速凝剂虽然满足施工过程中速凝的要求,但后期强度损失过大,主要原因是含有大量碱性物质。
早强剂和速凝剂的定义
早强剂和
速凝剂从定义方面来讲,早强剂和速凝剂是两种完全不同的混凝土外加剂。早强剂的侧重点在于混凝土早期强度的提高,同时,要尽量少影响混凝土的凝结时间,而速凝剂则更加注重于对水泥浆体凝结时间的调节。早强剂和速凝剂标准都对混凝土或砂浆的抗压强度做出了规定,尤其是对早期强度进行了严格限定。不同的是,掺早强剂的混凝土,其早期强度的蕞低标准取决于同龄期基准混凝土的抗压强度;而掺速凝剂的混凝土,其早期强度的合格与否则取决于掺速凝剂水泥砂浆1d龄期的强度。因此,早强剂和速凝剂的评价体系大不相同,两者不可一概而论。
混凝土早强剂是外加剂发展历史中早使用的外加剂品种之一。到目前为止,已先后开发出包括氯盐和硫酸盐在内的多种早强剂,并在此基础上研究得到了多种复合型外加剂,如早强型减水剂、早强型防冻剂和早强型泵送剂等[2,3]。按照其化学成分,早强剂可以分为无机系早强剂、有机系早强剂和复合系外加剂。
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