速凝剂与水泥的适应性及速凝剂的作用机理研究

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1、第42卷第5期西安建筑科技大学学报(自然科学版)Vo1．42No．52010年1O月J．XianUniv．ofArch．&Tech．(NaturalScienceEdition)0ct．2O1O速凝剂与水泥的适应性及速凝剂的作用机理研究王晓丽，宋学锋(1．西安工业大学机电学院，陕西西安710032；2．西安建筑科技大学材料科学与工程学院，陕西西安710055)摘要：利用XRD及SEM微观测试结果分析了速凝剂和水泥适应性问题的原因及速凝剂促凝机理．研究结果表明：(1)水泥中石膏形态和速凝剂中的NaAIO含量对速凝剂的促凝效果具有决定性作用；(2)对于以铝

2、氧熟料为主的高碱速凝剂而言，大量AFt的生成是促凝的主要原因．同时，NaOH的激发作用及Ca(OH)z晶体作为中间产物提高浆体早期的固相比例，使浆体失去可塑性，也有助于水泥浆体速凝．关键词：速凝剂；水泥；适应性；作用机理中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1006—7930(2010)04-0745—06水泥速凝剂是一种能促进水泥或混凝土快速凝结硬化的化学外加剂，在矿山井巷、隧道等工程锚喷支护，以及快速堵漏、抢修工程中得到广泛应用．由于通用硅酸盐水泥(GB175—2007)新标准于2008年6月1日颁布实施后，水泥的矿物组成更趋多样性，尤其是

3、大量水泥混合材的掺人，使得速凝剂与水泥之间的适应性不良问题表现尤为突出．同时，喷射混凝土用速凝剂检验规范(JC477—2005)规定，检测速凝剂主要物理性能指标所用水泥为符合GB8076标准规定的基准水泥，该水泥与实际工程所用水泥具有较大差异，时常造成检测合格的速凝剂满足不了工程要求，而检测不合格的速凝剂却对实际工程所用水泥具有良好的促凝效果．为此，速凝剂作为一种功能性强的辅助材料，其对于不同水泥是否具有广泛适应性，已成为制约速凝剂工程应用的主要问题．本试验以工程中常用的粉状速凝剂和普通硅酸盐水泥为研究对象，以凝结时间为考察指标，证实速凝剂与水泥适应性

4、不良问题存在的普遍性，以XRD、SEM微观测试手段分析造成速凝剂与水泥适应性不良的主要原因，并就速凝剂的促凝机理进行了深入分析．1实验1．1原材料水泥j基准水泥(JC)、尧柏P．042．5R水泥(YC)、秦岭P．042．5R水泥(QC)、声威P．042．5R水泥(SHC)；砂：中国ISO标准砂，厦门艾思欧标准砂有限公司；速凝剂：工程中常用的4种粉状速凝剂，编号为：S1、S2、s3、S4，掺量均为推荐掺量(4)；改性剂：铝酸钠，分析醇，北京化工厂．1．2测试方法速凝剂凝结时间按喷凝土速凝剂标准(JC477—2005)测试；水泥、速凝剂的主要矿物组成，及水

5、泥一速凝剂浆体水化1h的水化产物组成用XRD、SEM进行表征．2结果及分析2．1速凝剂与水泥的适应性表1是不同速凝剂对不同水泥的凝结时间测定结果．就所选4种速凝剂对不同水泥的凝结时间而言，其适应性由好到差排列顺序是S2、s3、S4、S1，且s2速凝剂的初、终凝时间均满足JC447—2005标准规定的一等品要求；而所选4种水泥对给定的速凝剂而言，其与速凝剂的适应性由强到弱的顺序为SHC、QC、YC、JC．试验结果表明，速凝剂与水泥适应性问题具有普遍性，即同种速凝剂与不同水泥之间或不同速凝剂与同种水泥之间，速凝剂的促凝效果差异较大．收稿日期：2009—09

6、—11修改稿日期：2010—06—07基金项目：“濮耐”教育奖学金青年教师科研资助基金(PN0806)作者简介：王晓丽(t976一)，女，河北衡水人，博士生，讲师，主要从事测量与控制技术．746西安建筑科技大学学报(自然科学版)第42卷Note：IST—InitialSettingTime，FST—FinalSettingTime2．2速凝剂与水泥适应性问题的原因为分析速凝剂与水泥适应性问题存在的原因，试验分别测试了所选水泥和速凝剂的矿物组成，结果分别为图1、图2所示．I2o4020／。60808020。20／。60!!!!坐坐!墅竺型!Quantit

7、ativeEstimateChemicalformulaMineralnameQuant／％ChemicalformulaMineralnameQuant／％(JC)●4020

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9、o6080QuantitativeEstimateQuantitativeEstimateChemicalformulaMineralnameQuant／％ChemicalformulaMineralnameQuant／％fYC)(SHE)图1水泥矿物组成的XRD衍射图及定量分析Fig．1X—raydifraction(XRD)patternsandquan

10、titativeestimate0fcementcomposition第4期王晓丽等：速凝剂与