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不同类型速凝剂在喷射混凝土施工中的影响
发表日期:2022-04-07 阅读人数:309



喷射混凝土是借助于喷射机械将混凝土高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。与普通混凝土相比较,它具有快速、早强,施工工艺简单,不需要模板和振捣,很多情况下可以不影响其他生产的特点。

喷射混凝土从诞生开始被大量运用于地下工程。由于其材料和工艺的特点,很快就突破了地下工程支护的范围,被运用于在建筑物的加固补强上,并取得了良好加固效果和经济效益。但是不同类型的速凝剂在喷射混凝土实际施工过程中的使用效果是完全不同的。

我国从20世纪50年代开始使用喷射水泥砂浆作为矿山开巷危岩表面的隔离防护层。1965年,铁道部开始使用喷射混凝土技术,随后原冶金部等也相继在矿山、隧道中使用喷射混凝土。

自1986年以来,中国喷射混凝土筑坝建设发展迅速,技术也逐步达到较成熟的地步,坝工设计水平、关键技术研究的广度和深度已居世界前列,许多技术已达到国际领先水平。接下来我们一起看看应用领域当中实际有多少常用的速凝剂。

常用的速凝剂是硅酸钠(水玻璃,改性硅酸钠)、铝酸盐速凝剂、碱土金属的碳酸盐或其氢氧化物,以及无碱速凝剂。

(1)碱土金属碳酸盐和碱土金属的氢氧化物,其常规掺量为水泥重量的2.5%~6%,他们主要是促进C3S的水化。一般加入少量的碳酸铝,可以影响水泥的凝结时间。但是,只有当大剂量掺入时,其影响才能被观察到。这种速凝剂的特点是水泥的最终强度大幅下降,与空白混凝土相比,28d强度明显下降(一般30%~40%),有一些工程甚至下降50%。

(2)硅酸钠、硅酸钾类速凝剂主要用于湿拌喷射混凝土,他们通常都是液体,而且掺量很大(大于10%胶凝材料重量)。可溶性的硅酸盐由于反应生成硅酸钙沉淀而加速凝结。当大剂量使用时,这些促凝剂降低了与基底的黏结力最终导致混凝土强度的下降和严重的干缩。

(3)铝酸盐类(铝酸钠、氯酸钾)速凝剂既可以用干混,又可以用于湿混喷射混凝土工程,常用剂量一般为2.5%~5.5%。铝酸钾比铝酸钠速凝效果更好,但价格也更高。他们主要是直接参与硅酸盐水泥水化而加速水泥的凝结,与石膏结合,阻止水泥颗粒表面形成钙矾石,而使C3A立即反应,产生大多数喷射混凝土所需要的初始强度。它们的作用通常受水泥的化学成分、细度以及所含的矿物添加剂的影响,但这种影响比所看到的碳酸盐类外加剂的影响要小。最终强度将损失20%~25%。

(4)非碱性粉末状速凝剂,九十年代初开始使用非碱性速凝剂粉末。一般,它们主要是铝酸钙外加剂,掺量在6%~12%,其化学作用不同于碱基外加剂。促凝作用使直接参与水的反应,而不是直接参与水泥的水化反应。无碱速凝剂的应用才刚刚开始,新产品主要是氢氧化铝或与硫酸铝复合的产品,在少量使用时(4%)就能产生足够的早起强度。当掺量高达8%时,后期强度没有损失。但用量大于10%时,会出现明显的后期强度损失。


无碱液体速凝剂的碱含量少于0.3%,它们的常规掺量为胶结料的6%~8%,当掺量恰当时,它能够产生较高的早期强度,这种外加剂最重要的特性是其后期强度不损失,对大多数水泥和环境温度适应性强,无尘无污染,最大程度的降低对环境和施工人员健康的损害,回弹量低,减少对原材料的浪费,施工进度快,施工成本低。

喷射混凝土与浇注混凝土有许多相似之处,但是,不同类型的速凝剂使用到喷射混凝土中会有许多不同之处:其一,喷射混凝土的施工工艺与成形条件有别于普通混凝土;其二,水泥含量及砂率均较普通混凝土高,水灰比较小,特别是掺入速凝剂后,大大改变了混凝土结构。因此,它的性能与普通混凝土有一定差别。

使用速凝剂的主要目的是使喷射混凝土速凝快硬,减少混凝土的回弹损失,防止喷射混凝土因重力作用而引起脱落,提高其在潮湿或含水岩层中使用的适应性能,也可以适当加大一次喷射厚度和缩短喷射层间的间隔时间。

随着经济和社会的发展,喷射混凝土的应用越来越广泛,对喷射混凝土的性能也提出了更高的要求,为了满足上述要求,喷射混凝土速凝剂正在向低掺量,低回弹,高效凝结,早强,绿色环保,降低施工成本,售后完善的方向发展。在喷射混凝土施工中,对无碱速凝剂的运用会是长期性的,并且会在这个基础上不断的优化升级。



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