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摘要:速凝剂作为一种混凝土迅速凝结硬化的外加剂,在当今建筑工程领域的应用愈加广泛。现如今,由于建筑行业对速凝剂的要求不断增加,因此在速凝剂制备中,要强化其速凝效果、保证长期耐久性、降低强度损失,这也推动了速凝剂朝向高性能、无碱液态方向发展,无碱液体速凝剂更是湿喷射混凝土必须的新型材料。基于此,本文首先提出液体无碱速凝剂的制备方法,进而提出液体无碱速凝剂的应用。
关键词:液体无碱速凝剂;应用技术;制备;方法
引言
液体无碱速凝剂作为一种新型的速凝剂,在当今混凝土制备当中的应用愈加广泛。近些年来湿法喷射混凝土技术由于回弹性低,所以不会对施工环境造成影响,还可以保障施工效率,已经取代了传统的干喷工艺。湿喷法常用的液体速凝剂包括铝酸钠、硅酸钠等碱性液体或无碱液体。碱性液体速凝剂在加入到混凝土之后,喷射后期强度、耐渗性会逐渐下降,而无碱液体速凝剂可以保证混凝土的后期强度、提升抗渗性,所以液体无碱速凝剂被各大企业广泛关注,在工程项目中的应用愈加广泛。
1.液体无碱速凝剂的制备
1.1材料
液体无碱混凝土制作需要采用硅酸钠、十八水硫酸铝,分析纯;二水酸草,分析纯;氯化铵,分析纯;碳酸铵,分析纯;自制固含量40%的氟铝络合溶液;二乙醇胺,分析纯;稳定剂,阳离子表面活性剂和自来水。水泥采用P·0425;砂;ISO标准砂。
1.2使用设备
设备主要是包括是你稠度凝结时间测定仪、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂振动台、压力试验机、数显鼓风干燥箱、恒温水浴锅、增力电动搅拌器、扫描电镜、X射线衍射仪、数显酸度计、比重计。
1.3测试与表征
各类测试参数严格按照《混凝土外加剂均质性试验方法》进行,包括密度、含碱量、PH值、固含量。在速凝剂试验过程中需要采用目测方法,一段时间之后观察速凝剂是否分层、析晶、絮凝等情况。采用布氏粘度计对速凝剂粘度进行测试,检测温度控制在20℃。净浆凝结时间、砂浆强度按照《喷射被混凝土用速凝剂》标准实施。
使用XRD对两个水泥净浆水化样的物相变化进行测试,包括没有加入速凝剂的浆液和加入6%速凝剂的浆液展开6分钟、6小时、1天试验对比。使用SEM观察两个水泥砂浆的显微结构。XRD和SEM试样制备当中,采用P·042.5水泥,水灰比控制在0.4,速凝剂使用量为6%,用六连模成型(规格为20*20*20mm),分别加入没有速凝剂的浆液和加入速凝剂的浆液,并将试样进行对比。
1.3制备
首先使用80℃水浴进行加热处理,在三口烧瓶当中加入10g乙醇、2g阳离子表面活性剂,20g硅酸钠、5g氯化铵,之后再放入水25g,将溶液搅拌均匀,完毕后加入15g自制氟铝络合溶液,保持恒温搅拌0.5小时,制得粒径在50nm~150nm的硅酸,部分硅酸氧化后制得二氧化硅粉末。
其次使用80℃水浴进行加热处理,在三口烧瓶当中加入55g十八水硫酸铝、5g草酸,5g碳酸铵,之后再放入水25g,将溶液搅拌均匀,完毕后加入15g自制氟铝络合溶液,保持恒温搅拌0.5小时,最后得到粒径在50nm~150nm之间的氢氧化铝粉末。
最后将50g纳米氢氧化铝、10g硅酸、50g二氧化硅粉末在稳定剂、二乙醇胺4g、2g增黏剂,使用搅拌棒快速搅拌到全部溶解,获得透明速凝剂溶液。为了能够延长速凝剂的存储时间,加入一定量的稳定剂,用量为速凝剂的0.8%,添加稳定剂时必须要缓缓进行,常温高速搅拌,并将其密封保存使用。
本文所制备的液体无碱速凝剂的物化性能指标为:(1)性状。无色或微黄色悬浮液体;(2)含碱量经测试为0.063%;(3)浓度为1.36/(g/cm3);(4)PH值的范围在2.7±0.5;(5)氯离子含量低于0.02%(6)固含量为41%;(7)在20℃环境下的粘度为150±50/(mPa· s);(8)稳定期在90天以上。
2.液体无碱速凝剂应用技术的注意事项与影响
2.1凝结时间
在速凝剂制备完成之后,进行试验对比,采用P·042.5水泥,水灰比控制在0.4,并加入不同量的速凝剂,观察混凝土的凝结时间。通过实际应用可知,随着速凝剂使用数量不断增加,其凝结时间也不断降低,在速凝剂加入量在6%时,此时P·042.5水泥达到了一等品速凝剂对凝结时间的要求,初凝时间为2.4min,终凝时间6.0min。在实际应用中可以发现,在加入了速凝剂之后,此时浆液的粘稠度快速增长,提升了水泥浆液的粘附性。
2.2胶砂强度
使用P·042.5水泥,水灰比为0.5,胶砂比为1:1.5,速凝剂加入量分别为水泥总量的0.5%、6%、7%、8%,并重点观察不同速凝剂使用量对胶砂强度的影响。在试验当中,5-8%速凝剂掺入量内,速凝剂掺入量增加,其抗压强度也有所增加,1d后抗折强度为峰形,先增后减,掺入量在6%时得到最大值。28d的抗折强度会随着速凝剂量增多而减少,甚至不如未加入速凝剂的试样。28d抗压强度会随着速凝剂掺入量先增加后减少,此时掺入量在5%时取最大值,在掺入量在5-8%时,28d抗压强度都超过了100%。
2.3速凝剂和水泥的适应性
适应性包括胶砂1d、净浆凝结时间、28d抗压强度比。在实际应用中,采用了水泥净浆凝结试验,水灰比为0.4;水泥胶砂强度试验的水灰比为0.5%,胶砂比为1:1.5。从中可以发现,速凝剂當中的P·042.5水泥具有良好的促进凝结作用。水泥在加入了7%速凝剂时,初凝时间不超过3分钟、终凝时间不超过8分钟,符合文件标准,达到了一等品的要求。在加入了速凝剂之后,多个试样1d抗压强度都高于没有加入速凝剂的试样,符合《喷射混凝土用速凝剂》的一等品1d抗压强度大于7MPa要求;28d抗压强度超过了95%,符合标准。
2.4水泥试样XRD与SEM
通过分析可知,在龄期不断增长的情况下,石高峰会慢慢削减,1d石膏峰已经完全消失;钙矾石峰变化不够明显,整体上是呈现为增长趋势。在加入速凝剂当中,水化样当中出现了4个AFt,表示速凝剂可以促进生成钙矾石。在SEM分析中,通过加入6%的速凝剂水泥分别进行1h和6h水化试样,从而得出SEM特征。在分析中发现,水泥颗粒表面长满了白色的C-S-H针状、胶状钙矾石,颗粒间隙当中也存有棒状钙矾石,钙矾石能够有效填充孔隙。
结束语
综上所述,本文所提出的速凝剂制备方案具有强度高、凝结速度快、28d抗压强度保有率高。虽然理论上速凝剂加入量越多速凝效果越好,但是也要掌握一个度,如果加入量过大会降低抗折强度。因此速凝剂掺量应控制在6-8%范围,在实际应用当中也具有良好的使用特性。
参考文献
[1]王朝友,惠海涛. HT-WL液体无碱速凝剂的研制与应用[J]. 混凝土世界,2014(9):70-72.
[2]李晓明,姜淼,丁岚. 一种液体无碱速凝剂的合成与性能研究[J]. 低温建筑技术,2016,38(3):101-103.
[3]逄鲁峰,孙华强,周在波 无碱液体速凝剂的制备与性能研究[J]. 新型建筑材料,2018(02):666-667.
关键词:液体无碱速凝剂;应用技术;制备;方法
引言
液体无碱速凝剂作为一种新型的速凝剂,在当今混凝土制备当中的应用愈加广泛。近些年来湿法喷射混凝土技术由于回弹性低,所以不会对施工环境造成影响,还可以保障施工效率,已经取代了传统的干喷工艺。湿喷法常用的液体速凝剂包括铝酸钠、硅酸钠等碱性液体或无碱液体。碱性液体速凝剂在加入到混凝土之后,喷射后期强度、耐渗性会逐渐下降,而无碱液体速凝剂可以保证混凝土的后期强度、提升抗渗性,所以液体无碱速凝剂被各大企业广泛关注,在工程项目中的应用愈加广泛。
1.液体无碱速凝剂的制备
1.1材料
液体无碱混凝土制作需要采用硅酸钠、十八水硫酸铝,分析纯;二水酸草,分析纯;氯化铵,分析纯;碳酸铵,分析纯;自制固含量40%的氟铝络合溶液;二乙醇胺,分析纯;稳定剂,阳离子表面活性剂和自来水。水泥采用P·0425;砂;ISO标准砂。
1.2使用设备
设备主要是包括是你稠度凝结时间测定仪、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂振动台、压力试验机、数显鼓风干燥箱、恒温水浴锅、增力电动搅拌器、扫描电镜、X射线衍射仪、数显酸度计、比重计。
1.3测试与表征
各类测试参数严格按照《混凝土外加剂均质性试验方法》进行,包括密度、含碱量、PH值、固含量。在速凝剂试验过程中需要采用目测方法,一段时间之后观察速凝剂是否分层、析晶、絮凝等情况。采用布氏粘度计对速凝剂粘度进行测试,检测温度控制在20℃。净浆凝结时间、砂浆强度按照《喷射被混凝土用速凝剂》标准实施。
使用XRD对两个水泥净浆水化样的物相变化进行测试,包括没有加入速凝剂的浆液和加入6%速凝剂的浆液展开6分钟、6小时、1天试验对比。使用SEM观察两个水泥砂浆的显微结构。XRD和SEM试样制备当中,采用P·042.5水泥,水灰比控制在0.4,速凝剂使用量为6%,用六连模成型(规格为20*20*20mm),分别加入没有速凝剂的浆液和加入速凝剂的浆液,并将试样进行对比。
1.3制备
首先使用80℃水浴进行加热处理,在三口烧瓶当中加入10g乙醇、2g阳离子表面活性剂,20g硅酸钠、5g氯化铵,之后再放入水25g,将溶液搅拌均匀,完毕后加入15g自制氟铝络合溶液,保持恒温搅拌0.5小时,制得粒径在50nm~150nm的硅酸,部分硅酸氧化后制得二氧化硅粉末。
其次使用80℃水浴进行加热处理,在三口烧瓶当中加入55g十八水硫酸铝、5g草酸,5g碳酸铵,之后再放入水25g,将溶液搅拌均匀,完毕后加入15g自制氟铝络合溶液,保持恒温搅拌0.5小时,最后得到粒径在50nm~150nm之间的氢氧化铝粉末。
最后将50g纳米氢氧化铝、10g硅酸、50g二氧化硅粉末在稳定剂、二乙醇胺4g、2g增黏剂,使用搅拌棒快速搅拌到全部溶解,获得透明速凝剂溶液。为了能够延长速凝剂的存储时间,加入一定量的稳定剂,用量为速凝剂的0.8%,添加稳定剂时必须要缓缓进行,常温高速搅拌,并将其密封保存使用。
本文所制备的液体无碱速凝剂的物化性能指标为:(1)性状。无色或微黄色悬浮液体;(2)含碱量经测试为0.063%;(3)浓度为1.36/(g/cm3);(4)PH值的范围在2.7±0.5;(5)氯离子含量低于0.02%(6)固含量为41%;(7)在20℃环境下的粘度为150±50/(mPa· s);(8)稳定期在90天以上。
2.液体无碱速凝剂应用技术的注意事项与影响
2.1凝结时间
在速凝剂制备完成之后,进行试验对比,采用P·042.5水泥,水灰比控制在0.4,并加入不同量的速凝剂,观察混凝土的凝结时间。通过实际应用可知,随着速凝剂使用数量不断增加,其凝结时间也不断降低,在速凝剂加入量在6%时,此时P·042.5水泥达到了一等品速凝剂对凝结时间的要求,初凝时间为2.4min,终凝时间6.0min。在实际应用中可以发现,在加入了速凝剂之后,此时浆液的粘稠度快速增长,提升了水泥浆液的粘附性。
2.2胶砂强度
使用P·042.5水泥,水灰比为0.5,胶砂比为1:1.5,速凝剂加入量分别为水泥总量的0.5%、6%、7%、8%,并重点观察不同速凝剂使用量对胶砂强度的影响。在试验当中,5-8%速凝剂掺入量内,速凝剂掺入量增加,其抗压强度也有所增加,1d后抗折强度为峰形,先增后减,掺入量在6%时得到最大值。28d的抗折强度会随着速凝剂量增多而减少,甚至不如未加入速凝剂的试样。28d抗压强度会随着速凝剂掺入量先增加后减少,此时掺入量在5%时取最大值,在掺入量在5-8%时,28d抗压强度都超过了100%。
2.3速凝剂和水泥的适应性
适应性包括胶砂1d、净浆凝结时间、28d抗压强度比。在实际应用中,采用了水泥净浆凝结试验,水灰比为0.4;水泥胶砂强度试验的水灰比为0.5%,胶砂比为1:1.5。从中可以发现,速凝剂當中的P·042.5水泥具有良好的促进凝结作用。水泥在加入了7%速凝剂时,初凝时间不超过3分钟、终凝时间不超过8分钟,符合文件标准,达到了一等品的要求。在加入了速凝剂之后,多个试样1d抗压强度都高于没有加入速凝剂的试样,符合《喷射混凝土用速凝剂》的一等品1d抗压强度大于7MPa要求;28d抗压强度超过了95%,符合标准。
2.4水泥试样XRD与SEM
通过分析可知,在龄期不断增长的情况下,石高峰会慢慢削减,1d石膏峰已经完全消失;钙矾石峰变化不够明显,整体上是呈现为增长趋势。在加入速凝剂当中,水化样当中出现了4个AFt,表示速凝剂可以促进生成钙矾石。在SEM分析中,通过加入6%的速凝剂水泥分别进行1h和6h水化试样,从而得出SEM特征。在分析中发现,水泥颗粒表面长满了白色的C-S-H针状、胶状钙矾石,颗粒间隙当中也存有棒状钙矾石,钙矾石能够有效填充孔隙。
结束语
综上所述,本文所提出的速凝剂制备方案具有强度高、凝结速度快、28d抗压强度保有率高。虽然理论上速凝剂加入量越多速凝效果越好,但是也要掌握一个度,如果加入量过大会降低抗折强度。因此速凝剂掺量应控制在6-8%范围,在实际应用当中也具有良好的使用特性。
参考文献
[1]王朝友,惠海涛. HT-WL液体无碱速凝剂的研制与应用[J]. 混凝土世界,2014(9):70-72.
[2]李晓明,姜淼,丁岚. 一种液体无碱速凝剂的合成与性能研究[J]. 低温建筑技术,2016,38(3):101-103.
[3]逄鲁峰,孙华强,周在波 无碱液体速凝剂的制备与性能研究[J]. 新型建筑材料,2018(02):666-667.