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1、第26卷第2期建井技术Vol.26No.22005年4月MINECONSTRUCTIONTECHNOLOGYApr.2005·试验研究·水泥速凝剂研究现状及发展方向潘志华,程建坤(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京,210009)摘要:比较系统地综述了国内外在水泥速凝剂品种改良和水泥速凝机理研究方面所取得的成果,尤其是近年来国内外在无碱液态水泥速凝剂研究方面所取得的最新成果,并结合建井技术和采矿生态环境保护提出了今后速凝剂研究的方向。关键词:水泥速凝剂;无碱速凝剂;液态;喷射混凝土中图分类号:TU528.042.1文献标识码:A文章编号:1002!6029(2005)02!
2、0022!06水泥速凝剂(以下简称速凝剂)也称促凝剂有日本的海德库斯、前西德的Isocrete、前苏剂,是一种能促进水泥或混凝土快速凝结的联的澳矮斯、瑞士和西德等的Sigunite。这些化学外加剂,在矿山井巷、隧道等工程锚喷支速凝剂主要由铝酸盐、碳酸盐等组成,为碱性护,以及堵漏和抢修工程中得到广泛应用。粉状速凝剂。它们虽然能满足施工中速凝的速凝剂作为一种化工产品,其生产和使要求,但是混凝土强度很低,28d强度保留率[1][2]用可以追溯到20世纪30年代。速凝剂的一般只有65%左右。公认的原因之一是传诞生和使用使得喷射混凝土施工成为可能,统速凝剂中大量碱性物质的引入。20世纪70
3、对井巷锚喷支护技术的创立起到重要作用。年代末期,国外开始研究无碱(低碱)速凝剂。衡量速凝剂好坏的性能指标主要包括速凝剂(1)无碱(低碱)速凝剂本身的物理化学性质和状态,速凝效果、早期日本研制的无碱速凝剂较少,主要集中强度、后期强度、体积稳定性、耐久性等使用在低碱速凝剂的研究上。一般都是在碱金属性能,以及分散均匀性、扬尘和喷射回弹率等铝酸盐、碳酸盐的基础上再加入一些其它无喷射作业特性。速凝剂种类繁多,根据速凝碱成分。Nitto化学工业有限公司采用碱金剂的性质和状态,大致可以分为碱性粉状、无属硫酸盐或碳酸盐再加入一种水溶性铝盐或碱粉状、碱性液态和无碱液态四大类。碳酸镁合成速凝剂。Hi
4、rose等研制的一种以下沿国外和国内两条线索,以低碱或速凝剂,其成分为70%铝酸钙、25%铝酸钠无碱速凝剂为重点,分述近年来国内外在速和5%碳酸钠,其中碳酸钠和铝酸钠的粒度凝剂更新换代和速凝机理研究方面所取得的均小于149。该速凝剂掺量为7%时,水(m最新成果。泥浆初凝时间为40s,终凝时间为4min,1d抗压强度为16MPa。近年来,日本在速凝剂1国外速凝剂研究情况方面的研究仍以低碱速凝剂为主。国外研制的速凝剂品种甚多,较早的速凝美国及欧洲各国使用钙盐和铝盐代替碱收稿日期:2005!03!10第2期潘志华等:水泥速凝剂研究现状及发展方向23金属盐来研制和生产无碱速凝剂,早期使用
5、的氟化物与配位剂、胺、增粘剂一起作为速凝CaCl-的引入会引起剂。据称这种速凝剂与含碱速凝剂相比,抗2就是其中的一例。但Cl混凝土中的钢筋锈蚀,所以CaCl现已不再用压强度发展快;与市面上以硫酸铝和有机酸2作喷射混凝土速凝剂。Harald使用一种改性为基础的无碱速凝剂相比,后期不会形成钙硝酸钙做速凝剂,成分为xNH矾石而引起混凝土开裂。配料如果为水4NO3yCa(NO3)2zH2O。其中x=0.092,y=0.500,z=55%、氢氧化铝12%、氢氟酸25%、配位剂0.826。Burge等使用铝酸钙、硫铝酸钙、碱性0.5%、胺7.5%,掺量为6%时,水泥浆初凝的铝盐和水溶性的多价
6、硫酸盐合成速凝剂。时间为6min,终凝时间为20min。Sommer当速凝剂成分为50份的碱性硫酸铝和50份等人还使用含氟的铝盐和含铝盐的硫酸盐研的Al(SO)·6H,以水泥重量的6%掺入制速凝剂。含氟的铝盐由Al(OH)或2432O3时,水泥浆初凝时间为7min,终凝时间为Al2O3与HF反应而得,其中就添加了胺(烷14min。以30%的铝酸钙、40%的碱性硫酸铝基胺、链烷醇胺)、增粘剂等有机成分。此外,和30%的Al(SO)·6H为配料的速凝美国及欧洲各国还采用硝基乙醇、二乙醇胺、2432O剂,掺量为4.1%时,水泥砂浆1d抗压强度大乙二醇、氨基酸的衍生物等有机物与无机速于1
7、5MPa,28d抗压强度为38.3MPa。凝成分联合使用,制备有机无机复合速凝剂。实践证明,无碱(低碱)速凝剂确实能大有机无机复合速凝剂确实解决了无机速大减少混凝土后期强度损失。但是,施工中凝剂存在的诸多问题。如增加了水泥浆的粘往往存在速凝剂对水泥种类适应性差、料浆聚性使施工中回弹量大大减少,粉尘浓度大和易性差、扬尘和回弹大等问题。幅度降低。但这种速凝剂大多数属于粉状速(2)有机无机复合型速凝剂凝剂,施工中容易产生速凝剂在混凝土拌合在无机速凝剂中添加少量有机物质,能料中分散不均匀
