速凝水泥漿體的速凝原因及機理探討

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1、蒁羈羈莁蕆羇肀芄螆羆膂葿螞羆芄節(jié)薈羅羄蒈蒄薁肆芀莀蝕腿蒆蚈蠆袈艿薄蠆肁蒄薀蚈膃莇蒆蚇芅膀螅蚆羅蒞蟻蚅肇膈薇蚄膀莄蒃螃衿膆荿螃羂莂蚇螂膄膅蚃螁芆蒀蕿螀羆芃蒅蝿肈葿莁螈膀芁蝕螇袀蕆薆袇羂芀蒂袆肅蒅莈裊芇羋螇襖羇膁蚃袃聿莆蕿袂膁腿蒅袂袁蒞莁羈羃膇蠆羀肆莃薅罿膈膆蒁羈羈莁蕆羇肀芄螆羆膂葿螞羆芄節(jié)薈羅羄蒈蒄薁肆芀莀蝕腿蒆蚈蠆袈艿薄蠆肁蒄薀蚈膃莇蒆蚇芅膀螅蚆羅蒞蟻蚅肇膈薇蚄膀莄蒃螃衿膆荿螃羂莂蚇螂膄膅蚃螁芆蒀蕿螀羆芃蒅蝿肈葿莁螈膀芁蝕螇袀蕆薆袇羂芀蒂袆肅蒅莈裊芇羋螇襖羇膁蚃袃聿莆蕿袂膁腿蒅袂袁蒞莁羈羃膇蠆羀肆莃薅罿膈膆蒁羈羈莁蕆羇肀芄

2、螆羆膂葿螞羆芄節(jié)薈羅羄蒈蒄薁肆芀莀蝕腿蒆蚈蠆袈艿薄蠆肁蒄薀蚈膃莇蒆蚇芅膀螅蚆羅蒞蟻蚅肇膈薇蚄膀莄蒃螃衿膆荿螃羂莂蚇螂膄膅蚃螁芆蒀蕿螀羆芃蒅蝿肈葿莁螈膀芁蝕螇袀蕆薆袇羂芀蒂袆肅蒅莈裊芇羋螇襖羇膁蚃袃聿莆蕿袂膁腿蒅袂袁蒞莁羈羃膇蠆羀肆莃薅罿膈膆蒁羈羈莁蕆羇肀芄螆羆膂葿螞羆芄節(jié)薈羅羄蒈蒄薁肆芀莀蝕腿蒆蚈蠆袈艿薄蠆肁蒄薀蚈膃莇蒆蚇芅膀螅蚆羅蒞蟻蚅肇膈薇蚄膀莄蒃螃衿膆荿螃羂莂蚇螂膄膅蚃螁芆蒀蕿螀羆芃蒅蝿肈葿莁螈膀芁蝕螇袀蕆薆袇羂芀蒂袆肅蒅莈裊芇羋螇襖羇膁蚃袃聿莆蕿袂膁腿蒅袂袁速凝水泥漿體的速凝原因及機理探討發(fā)布日期：【2010-11

3、-3012:50:07】席耀忠(中國建筑材料科學(xué)研究總院，北京100024)摘要：本文從物理和化學(xué)角度討論速凝水泥漿體的速凝原因及機理。速凝劑加水形成的0H-使水泥水化誘導(dǎo)期不再出現(xiàn)．活性水泥礦物激烈水化形成的大量水化物膠結(jié)未反應(yīng)礦物和集料，這是速凝的主因。也可把速凝看成是混凝土中游離水消耗至某種程度的結(jié)果，物理耗水(潤濕、蒸發(fā)等)與化學(xué)耗水同樣重要?？焖偎艧嵘郎厥撬倌闹匾?。AFt相是常用速凝劑作用下形成的速凝快硬主相。合理選用活性礦物、促凝化合物、稠化劑、潤濕分散劑和超塑化劑可配出優(yōu)質(zhì)水泥速凝劑。關(guān)鍵詞：速凝劑

4、；機理；促凝化合物；AFt相；快凝礦物；噴射混凝土速凝劑是一種使水泥漿體在數(shù)分鐘內(nèi)凝結(jié)的促凝劑，主要用于快凝砂漿和噴射混凝土?？炷皾{和噴射混凝土有廣泛的用途：地下支護與襯砌工程、地基基礎(chǔ)與邊坡工程、損壞建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固、薄殼結(jié)構(gòu)和析板新型建筑結(jié)構(gòu)。此外，速凝劑還可用于堵漏、錨固和搶修工程和耐火混凝土的施工。我國速凝劑的年產(chǎn)量約為8萬t，在混凝土外加劑中屬用量較大的一個品種。本文從不同角度討論速凝劑的速凝機理．闡明快凝水泥礦物、促凝化合物、稠化劑和潤濕分散劑的物理化學(xué)作用，希望能對同行有所啟示。從粗線條看．速凝劑的速凝機

5、理比較清楚，但對具體細(xì)節(jié)尚不十分清楚，有待于深入研究。文中有關(guān)速凝劑的資料往往只給出若干可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)式，而實際凝結(jié)過程是非常復(fù)雜的物理化學(xué)過程。熟悉這一過程的幾個特點對研究和使用速凝劑非常有益。1粉體顆粒的潤濕、吸水和分散速凝劑和水泥粉體顆粒加水后．水首先沿著固體顆粒表面鋪展開來．并附著在固體表面上，進而固體顆粒全部浸入水中，這一現(xiàn)象稱為潤濕。水還能進入多孔顆?；蚓w顆粒的內(nèi)部．如粉煤灰中渣狀多孔顆粒、沸石的架狀晶體結(jié)構(gòu)和蒙脫石的層狀晶體結(jié)構(gòu)。這類礦物或工業(yè)副產(chǎn)品能使?jié){體游離水減少而變稠，因此又稱稠化劑。稠化劑顆粒的

6、濕潤和吸水消耗了部分拌和水．對水泥漿體的凝結(jié)起重要作用，濕潤使水分子與水泥礦物接觸，這是水化反應(yīng)的前提。在速凝劑中加入硅灰能起到促凝、增加粘聚性和減小回彈的作用．這與它的顆粒特征是分不開的。硅灰平均粒徑僅0.15μm，比表面積為15000～25000m2/kg，這樣大的表面積需要大量的濕潤水．這樣小的顆粒具有很高的火山灰活性．能較快地形成膠凝性良好的水化硅酸鈣。速凝劑和水泥顆粒被濕潤并進入水中后通過吸附或電離成為帶電粒子。當(dāng)具有相反電荷的粒子相互接近時．由于靜電引力和VanderWaals力的作用而產(chǎn)生絮凝。絮團包容了相當(dāng)

7、量的水分子，從而使水泥漿體稠度增加甚至失去可塑性。利用表面活性劑可以有效地改善速凝水泥的潤濕、分散性能、釋放絮團中的游離水，從而提高噴射混凝土的工作性、強度和抗?jié)B性；例如在速凝劑中加入少量葡萄糖酸鈉或減水劑后，水的表面張力明顯下降．水泥顆粒會較快地被水潤濕和分散．水泥水化快速而均勻地進行。2主要的促凝化合物硅酸鹽水泥的主要促凝化合物有堿金屬鋁酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽和氫氧化物。這些化合物的共同特點是遇水迅速溶解，釋放出強堿性氫氧化物，有力促進水泥礦物尤其是C3A和C3S的水化，同時形成難溶的鈣鹽或氫氧化鈣，放出大量水化熱。Na

8、Al02+2H20→Al(0H)3+NaOH(1)2NaOH+CaS04→Na2S04+Ca(OH)2(2)2A1（OH)3+3CaO+3CaS04+29H20→3CaO·A1203·3CaSO4·32H20(3)Na2C03+Ca(OH)2→CaC03+2NaOH(4)Na20·nSi02+Ca(OH