常用外加剂之速凝剂原理及特性
混凝土中掺加速凝剂的原理
混凝土中掺加速凝剂的原理一、引言混凝土作为建筑材料的重要组成部分，承担着支撑建筑物结构、传递荷载、保护钢筋等重要功能。
然而，混凝土具有凝结时间长、强度发展缓慢、易开裂等缺陷，给施工带来了很大的困难。
因此，为了提高混凝土的强度、缩短凝结时间、降低开裂风险，人们研发出了加速凝剂，使混凝土在凝结过程中更加稳定、高效。
二、加速凝剂的定义及分类加速凝剂是指能够促进混凝土早期强度发展的一种化学物质。
根据其来源和化学成分的不同，加速凝剂可以分为天然加速凝剂和人工加速凝剂两大类。
1. 天然加速凝剂天然加速凝剂是指从天然矿物、植物或动物中提取的能够促进混凝土早期强度发展的化学物质。
常见的天然加速凝剂有硅酸盐类、石膏和磷酸盐类。
硅酸盐类加速凝剂是指从天然矿物中提取的或通过人工合成的含有硅酸盐的化学物质，如硅酸钠、硅酸钾、硅酸铝钠等，它们能够通过与水中的钙离子反应生成氧化硅胶和氢氧化物胶体，促进混凝土的凝结。
石膏加速凝剂是指从天然矿物石膏中提取的或通过石膏煅烧得到的化学物质，它能够促进混凝土中水泥的水化反应，形成硬化产物。
磷酸盐类加速凝剂是指从天然矿物中提取的或通过人工合成的含有磷酸盐的化学物质，如三钙磷酸盐、钙磷酸盐等，它们能够与混凝土中的钙离子反应，形成钙磷酸盐硬化产物。
2. 人工加速凝剂人工加速凝剂是指通过合成和加工得到的能够促进混凝土早期强度发展的化学物质。
常见的人工加速凝剂有硝酸盐类、氯化物类、磷酸盐类、铝酸盐类等。
硝酸盐类加速凝剂是指通过硝酸盐与混凝土中的钙离子反应生成氧化亚氮，促进混凝土中的水化反应，形成硬化产物。
氯化物类加速凝剂是指通过氯离子与混凝土中的钙离子反应促进水化反应，形成硬化产物。
常见的氯化物类加速凝剂有氯化钠、氯化钾等。
磷酸盐类加速凝剂和铝酸盐类加速凝剂的作用机理与天然加速凝剂相似，不再赘述。
三、加速凝剂的作用机理加速凝剂能够促进混凝土早期强度的发展，其作用机理主要包括以下几个方面：1. 促进水化反应水泥的水化反应是混凝土中强度发展的关键环节，加速凝剂能够促进水泥的水化反应，使混凝土早期强度得到提高。
混凝土工程速凝剂材料性能及应用要点
混凝土工程速凝剂材料性能及应用要点
1.增加混凝土凝结时间：混凝土工程速凝剂可通过改变混凝土水泥浆体的凝结速率，使其在相同时间内产生更多的早期强度。
这对于一些需要快速开发强度的工程，如道路修复、地下隧道施工等，非常重要。
2.提高混凝土强度：混凝土工程速凝剂可以提高混凝土的早期和最终强度，使其具有更好的承载能力和抗压能力。
这对于部分需要对混凝土进行重要负载的工程，如桥梁、楼梯等，非常关键。
3.提高混凝土的耐久性：混凝土工程速凝剂能够在混凝土凝结和硬化过程中产生一种致密的硅酸盐胶凝物，填充混凝土孔隙，从而提高混凝土的致密性和耐久性。
这对于一些需要长时间使用并且暴露在恶劣环境中的工程，如海洋工程和湿地工程，非常重要。
4.降低混凝土的收缩和开裂：混凝土工程速凝剂能够减少混凝土的收缩和开裂，提高混凝土的完整性和稳定性。
这对于一些需要保证混凝土结构的长期稳定性的工程，如大坝、堤防等，非常关键。
5.提高混凝土的可加工性：混凝土工程速凝剂能够改善混凝土的可加工性，使其更易于施工、抹平和振捣。
这对于一些需要对混凝土进行精确施工和成型的工程，如地下车库、地铁站等，非常重要。
总的来说，混凝土工程速凝剂是一种对混凝土性能具有显著改善作用的添加剂。
它的应用范围广泛，可以在各种工程项目中发挥积极作用。
然而，选择合适的速凝剂材料和控制适当的用量非常关键，以确保获得所需的混凝土性能和施工要求。
硫铝酸盐水泥的速凝剂
硫铝酸盐水泥的速凝剂硫铝酸盐水泥的速凝剂是一种在硫铝酸盐水泥中加入的化学物质，它的作用是加速水泥的凝固和硬化过程，使水泥迅速形成坚固的结构。
本文将对硫铝酸盐水泥速凝剂的原理、应用以及注意事项进行介绍。
一、硫铝酸盐水泥的速凝剂的原理硫铝酸盐水泥的速凝剂主要包括硫酸铝、硫酸钠等化学物质。
这些化学物质在水泥中的作用是通过与水泥中的硅酸盐反应，形成硫铝酸盐水泥的凝胶物质，从而促使水泥迅速凝固和硬化。
硫铝酸盐水泥的速凝剂可以通过两种方式加入水泥中，一种是直接将速凝剂粉末与水泥混合，另一种是事先将速凝剂与水一起溶解后再加入水泥中。
这样可以使速凝剂充分与水泥接触，加速其反应速度，从而促使水泥更快地凝固和硬化。
硫铝酸盐水泥的速凝剂主要应用于需要加速凝固和硬化的水泥工程中。
例如，当需要在短时间内完成混凝土的浇筑、修补或修复工作时，可以添加速凝剂来加快水泥的凝固时间。
此外，速凝剂还可以用于制作需要快速强度发展的水泥制品，如高强度水泥、快速凝固水泥等。
三、硫铝酸盐水泥的速凝剂的注意事项在使用硫铝酸盐水泥的速凝剂时，需要注意以下几点：1. 控制剂用量：速凝剂的加入量应根据具体工程要求和水泥种类进行合理控制，以避免出现过早凝固或凝固时间过长的情况。
2. 混合均匀：在将速凝剂与水泥混合时，应确保充分搅拌均匀，使速凝剂与水泥充分接触，以提高反应效果。
3. 注意施工环境：速凝剂的加入会使水泥的凝固时间缩短，因此在使用过程中需要根据施工环境的温度、湿度等条件进行合理调整，以确保施工质量。
4. 注意安全防护：速凝剂属于化学物质，使用过程中应注意安全防护措施，避免接触皮肤和眼睛，并严禁食用。
总结：硫铝酸盐水泥的速凝剂是一种加速水泥凝固和硬化的化学物质，通过与水泥中的硅酸盐反应，形成硫铝酸盐水泥的凝胶物质，从而加快水泥的凝固速度。
在使用过程中，需要注意控制剂用量、混合均匀、施工环境和安全防护等问题。
通过合理使用硫铝酸盐水泥的速凝剂，可以提高施工效率，确保水泥工程的质量和安全。
速凝剂的分类及作用机理
速凝剂的分类及作用机理速凝剂的分类及作用机理李恒乐（重庆文理学院化学与环境科学系）摘要：本文主要介绍了常见各种速凝剂的特点、生产过程以及各种速凝剂在混凝土体系中对水泥水化的作用机理，指出了常见速凝剂的缺陷及其改进的方向和应用的前景。
关键词：速凝剂铝氧矾土碳酸盐水泥混凝土速凝剂是混凝土调凝剂的一种，调凝剂是调节水泥凝结时间的外加剂。
这类外加剂对混凝土的凝结时间和强度发展影响显著，其中有些调凝剂能促使混凝土的凝结，称为速凝剂；有些能显著促进混凝土的强度发展称为早强剂；还有些能明显延缓混凝土的凝结，则成为缓凝剂。
它们对混凝土凝结作用的差异，为各类混凝土工程的质量提供了保证。
速凝剂能使混凝土在很短时间内凝结、硬化，因而广泛应用于喷射混凝土、灌浆止水混凝土及抢修补强工程中。
其的主要性能特点是：⒈ 有较高的早期强度，后期强度降低不能太大。
⒉ 使混凝土喷出或浇筑后3—5min内初凝，10min之内终凝。
⒊ 使混凝土具有一定的黏度，防止喷射混凝土回弹率过高。
⒋ 尽量减小水灰比，防止收缩开裂，提高抗渗性能。
⒌ 对钢筋无锈蚀作用。
速凝剂按其成分大致可以分成以下三类：（一）铝氧熟料—碳酸盐系主要速凝成分为铝氧熟料、碳酸钠以及生石灰。
铝氧熟料是有铝矾土矿（主要成分为NaAlO2,其中NaAlO2含量可达60%—80%）经过煅烧而成。
属于此类速凝剂的产品有红星Ⅰ型、711型、782型等。
红星Ⅰ型速凝剂是由铝氧熟料（主要成分NaAlO2）、碳酸钠（NaCO3）、生石灰（CaO）按质量比1：1：0.5的比例配制而成，粉磨细度接近于水泥。
成分中偏铝酸钠占20%、氧化钙占20%、碳酸钠占40%，其余为无速凝作用的硅酸二钙、硅酸钠和铁酸钠。
711型速凝剂是有铝矾土、碳酸钠、生石灰按一定比例配合成生料，将生料在1300度左右的高温下煅烧成铝氧烧结块，再将其与无水石膏按质量比3：1（铝氧烧结块：无水石膏）共同粉磨制成。
其中偏铝酸钠占37.5%、无水石膏占25%，其余为硅酸二钙及中性钠盐等。
缓凝剂、速凝剂的特点及使用性能
四、作用机理
2．水玻璃系 水泥中C3S、C2S的等矿物在水 化过程中生成氢氧化钙，而水玻 璃溶液能与氢氧化钙强烈反应生 成硅酸钙和二氧化硅胶体，且伴 有大量的氢氧化钠生成，进一步 促进水泥熟料矿物水化，从而使 水泥迅速凝结硬化。
五、速凝剂对混凝土的影响
（一）对新拌混凝土性能影响 主要缩短初、终凝时间 （二）对硬化混凝土性能影响 1．强度 由于速凝剂加速了铁铝酸四钙的水化， 析出的水化铁酸钙胶体，会包裹在 C3S表面上，阻碍了C3S后期水化。 所以后期强度降低。
1．铝氧熟料加碳酸盐系 主要速凝成分：铝氧熟料、碳酸钠及 生石灰 2．硫铝酸盐系 主要成分：偏铝酸钠、硫酸钠、氧化 钙和氧化锌 3．水玻璃系 成分：水玻璃、重铬酸钾、亚硝酸钠 和三乙醇胺
四、作用机理
1．铝氧熟料加碳酸盐系 碳酸钠与水泥中石膏反应，生成不溶 的碳酸钙沉淀，破坏了石膏的缓凝作 用。 偏铝酸钠在有氢氧化钙存在的条件下 与石膏反应生成水化硫铝酸钙和氢氧 化钠，由于石膏消耗而使水泥中的 C3A成分迅速溶解进入水化反应， C3A的水化又迅速生成钙矾石而加速 了凝结硬化。另一方面大量生成氢氧 化钠、氢氧化铝、硫酸钠具有促凝、 早强作用。
二、速凝剂作用特点
1．使混凝土喷出后3~5min内初 凝，10min内终凝； 2．使砼有较高的早期强度，后 期强度降低不大； 3．使砼有一定的粘度，以防回 弹量过高；
二、速凝剂作用特点
4．使砼保持较小的水灰比，以 防收缩过大，并提高抗渗性； 5．对钢筋无锈蚀作用。
三、速凝剂的种类
三、缓凝剂的作用机理
有机缓凝剂在固、液面上产生吸附， 改变固体粒子表面的性质，或是通过 分子中亲水基团吸附大量水分子形成 较厚的水膜层，使晶体间的相互接触 受到屏蔽，改变了结构形成过程；或 是通过其分子中的某些官能团与游离 的生成难溶性的盐吸附于矿物颗粒表 面，从而抑制水泥（C3A、C3S）的 水化过程。
水泥速凝剂是什么 水泥速凝剂的特性及速凝原理
，对钢筋无腐蚀作用;7、原材料易得，价格较低。硫铝酸 盐水泥速凝剂对别的水泥能用吗?这是很多业主在房子装 修中会产生的疑问，水泥速凝剂是不是对所有的水泥有 有用呢?其实，这个问题也不能作否定
的回答，只是使用效果会有所差异而已。一般来说，不 同的水泥品种、不同的用途，最好使用与之相适应的速 凝剂，比如，使用硅酸盐水泥生产水泥砂浆、水泥制品、 发泡水泥板或泡沫混凝土制品，建议使用能
促使硅酸盐水泥快速凝结、快速硬化脱模的PCS-2型或 PCS-3型硅酸盐水泥专用速凝剂;若使用硫铝酸盐水泥或铝 酸盐水泥生产水泥砂浆制品、GRC工艺制品、墙体板材等， 建议使用SAC-I型水
泥专用速凝剂;若使用的是白水泥，生产白水泥砂浆制品、 干粉砂浆、涂料、板材等，建议使用WCS-I型白水泥专用 的速凝剂。以上就是装修网为您介绍的化，并在溶液中析出其水化产物晶体。从而使水泥混 凝土迅速凝结。水泥速凝剂的特性1、对水泥无不利影响， 如钢锈、碱-骨料反应、长期耐久性等;2、有较高的早期 强度，后期强度降低不能太大(小于
30%);3、使水泥喷出后3～5min内初凝，10min之内终凝;4、 尽量减小水灰比，防止收缩过大，提高抗渗性能;5、使水 泥具有一定的粘度，防止回弹过高;6、对施工人员及环境 无不良影响
按主要成分划分，有硅酸盐、碳酸盐、铝酸盐、氢氧化 物、铝盐以及有机类速凝剂。其他具有速凝作用的无机 盐包括氟铝酸钙、氟硅酸镁、氟化物、氯化物等，可作 为速凝剂使用的有机物则有聚丙烯酸、聚甲基
丙烯酸、丙烯酸盐等。水泥速凝剂速凝原理水泥速凝剂 加入水泥后，其主要成分中的铝酸钠、碳酸钠在碱性溶 液中迅速与水泥中的石膏反应形成硫酸钠，使石膏丧失 其原有的缓凝作用，从而导致铝酸钙矿物迅速
装修过程中我们常常会使用到水泥速凝剂，它可以使水 泥快速凝结，从而缩短我们的工期。今天我们就来了解 水泥速凝剂的相关知识。水泥速凝剂是什么水泥速凝剂 是随着水泥混凝土的广泛使用而产生的，并且
水泥速凝剂
水泥速凝剂一实验目的1. 掌握配制水泥速凝剂的工艺2. 了解水泥速凝剂的速凝机理以及各组分作用二实验原理1速凝剂特点速凝剂是随着水泥混凝土的广泛使用而产生的，并且一直在不断地发展。
应用于喷射混凝土中可以大大提高喷射的速度和厚度，同时增加了强度和减少了回弹。
速凝剂能够使混凝土喷射到工作表面上后很快就能凝结。
因此，速凝剂必须具备以下几种性能:(1)对混凝土无不利影响，如钢锈、碱,骨料反应、长期耐久性等; (2)有较高的早期强度，后期强度降低不能太大(小于30%); (3)使混凝土喷出后3,5min内初凝，10min之内终凝; (4)尽量减小水灰比，防止收缩过大，提高抗渗性能; (5)使混凝土具有一定的粘度，防止回弹过高;(6)对施工人员及环境无不良影响，对钢筋无腐蚀作用; (7)原材料易得，价格较低。
2速凝剂速凝机理各种不同的速凝剂可以使水泥很快就凝结，但其作用机理至今尚未定论，目前主要有以下几种观点。
(1)生成水化铝酸钙而速凝速凝剂的各组分之间将发生如下反应，生成溶解度更低的盐类: NaCO+CaO+HO ? CaCO+NaOH 2323NaCO+CaSO? CaCO+NaSO 234 324铝酸盐水解,并进行中和反应:NaAlO+2HO ? Al(OH)+NaOH 2232NaAlO+3CaO+7HO ? 3CaO?AlO?6HO+2NaOH 22232在反应过程中产生的NaOH与水泥中的石膏之间建立了以下平衡关系:2NaOH+CaSO ? NaSO+Ca(OH) 4242速凝剂产生的NaOH与石膏作用生成NaSO，使水泥浆体中CaSO的浓度明显降244低，在这种条件下，水泥中CA(3CaO?AlO)可以迅速地进入溶液，析出六角323 板状的水化产物CAH(3CaO?AlO?6HO)进而生成CAH，CaSO所起的缓凝作362324134用消失，水化热大量释放，从而导致水泥浆的迅速凝结。
(2)加快水泥水化速率而速凝试验表明，掺有速凝剂的水泥中发生了如下反应:Al(SO)+3CaO+5HO ? 3CaSO?2HO+2Al(OH) 24324232NaAlO+3CaO+7HO ? 3CaO?AlO?6HO+2NaOH 222323CaO?AlO?6HO+3CaSO?2HO+25HO—3CaO?AlO?3CaSO?31HO 2324222342因此，在水泥,速凝剂,水的体系中，由于AlSO等电解质的解离，以及水泥24 粉磨过程中所加石膏的溶解，是水化初期溶液中的硫酸根离子浓度骤增并与溶液中的AlO、Ca(OH)等组分急速反应，迅速生成微细针柱状的钙矾石及中间232 次生物石膏，这些新生晶体的生长、发展，在水泥颗粒之间交叉连接生成网络状结构而速凝。
缓凝剂、速凝剂的特点及使用性能
缓凝剂的应用
根据使用目的：
1、满足运输、泵送要求，控制坍落 度损失，首选显著延长初凝时间的缓 凝剂。 2、降低水化热，首选显著延长终凝 时间的缓凝剂，但不影响后期强度。 3、提高密实性，首选显著延长终凝 时间的缓凝剂，但不影响后期强度。
根据温度： 温度低时，羟基羧酸盐类、糖类、 无机缓凝剂显著延长凝结时间， 但不宜用于5摄氏度以下工程。 高温时，需要加大掺量。 根据缓凝时间： 超缓凝时，多选用焦磷酸钠；木 质素磺酸盐类缓凝时间较短。
缓凝剂掺量必须准确，否则长时 间不凝，养护不当，强度降低。 掺入方法：后掺法较同掺法可延 长凝结时间。
常用缓凝剂
1、糖蜜：减水率8%，掺量0.2--1%，可缓凝2—4小时。 2、蔗糖掺量超过0.5%，降低强 度；超过4%，有促凝作用。 3、麦芽糊精：掺量0.08%，粘性 较大，不泌水。 4、柠檬酸：掺量0.01---0.1%， 可缓凝2—4小时，易泌水。
1．铝氧熟料加碳酸盐系 主要速凝成分：铝氧熟料、碳酸钠及 生石灰 2．硫铝酸盐系 主要成分：偏铝酸钠、硫酸钠、氧化 钙和氧化锌 3．水玻璃系 成分：水玻璃、重铬酸钾、亚硝酸钠 和三乙醇胺
四、作用机理
1．铝氧熟料加碳酸盐系 碳酸钠与水泥中石膏反应，生成不溶 的碳酸钙沉淀，破坏了石膏的缓凝作 用。 偏铝酸钠在有氢氧化钙存在的条件下 与石膏反应生成水化硫铝酸钙和氢氧 化钠，由于石膏消耗而使水泥中的 C3A成分迅速溶解进入水化反应， C3A的水化又迅速生成钙矾石而加速 了凝结硬化。另一方面大量生成氢氧 化钠、氢氧化铝、硫酸钠具有促凝、 早强作用。
二、速凝剂作用特点
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常用外加剂之速凝剂原理及特性
速凝剂是能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。
速凝剂的主要种类有无机盐类和有机物类。
我国常用的速凝剂是无机盐类。
无机盐类速凝剂按其主要成分大致可分为三类：以铝酸钠为主要成分的速凝剂；以铝酸钙、氟铝酸钙等为主要成分的速凝剂；以硅酸盐(NaSiO２)为主要成分的速凝剂。
主要型号有红星1型、711 型、
782型、8604型、WJ—l、J85型等等。
1.常用速凝剂红星1型速凝剂是由铝氧熟料(主要成分为铝酸钠)、碳酸钠、生石灰按质量1：1：0.5的比例配制而成的一种粉状物。
适宜掺量为水泥质量的
2.5%～4.0%。
7ll型速凝剂是由铝氧熟料与无水石膏按质量比3：1配合粉磨而成。
适宜掺量为水泥质量的3%～5%。
782型速凝剂是由矾泥、铝氧熟料、生石灰质量比r，4.5%：14.5%：11%的比例配制而成。
适宜掺量为5%～7%。
其他几种速凝剂也均以铝氧熟料为主要成分。
速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝。
1h就可产生强度，ld 强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80%～90%。
温度升高，提高速凝效果。
混凝土水灰比增大则降低速凝效果，故掺用速凝剂的混凝土水灰比一般为O?4左右。
掺加速凝剂后，混凝土的干缩率有增加趋势，弹性模量、抗剪强度、粘结力等有所降低。
2.速凝剂的作用机理
速凝剂加入混凝土后，其主要成分中的铝酸钠、碳酸钠在碱性溶液中迅速与水泥中的石膏反应形成硫酸钠，使石膏丧失其原有的缓凝作用，从而导致铝酸钙矿物迅速水化，并在溶液中析出其水化产物晶体。
同时，速凝剂中的铝氧熟料、石灰、硫酸钙等组分又为形成溶解度很小的水化硫铝酸钙、次生石膏晶体提供有效组分，上述作用都能致使水泥混凝土迅速凝结。
速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程以及喷锚支护时的喷射混凝土或喷射砂浆工程中。
在实际工程中为了提高旋工质量、节约材料、改善劳动条件，往往把速凝剂与减水剂复合使用。
(四)缓凝剂缓凝剂是能延长混凝土凝结时间的外加剂。
缓凝剂的主要种类有：羟基羧酸及其盐类，如酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸及其盐类以及水杨酸；含糖碳水化合物类，如糖蜜、葡萄糖、蔗糖等；无机盐类，如硼酸盐、磷酸盐、锌盐等；木质素磺酸盐类，如木钙、
木钠等。
1.常用缓凝剂
(1)糖蜜缓凝剂
糖蜜缓凝剂是由制糖下脚料经石灰处理而成，其主要成分为已糖钙、蔗糖钙等。
一般掺量为水泥质量的0.1%～0.3%(粉剂)，0.2%～0.5%(水剂)，混凝土的凝结时间可延长2～4h，掺量每增加0.1%(水剂)，凝结时间约延长1h，当掺量大于1%时，混凝土长时间酥松不硬；掺量为4%时，28d强度仅为不掺的1／10。
(2)羟基羧酸及其盐类缓凝剂
这类缓凝剂一般掺量为水泥质量的0.03%～0.10%，混凝土凝结时间可延长4～10h。
这类缓凝剂会增加混凝土的泌水率，在水泥用量低或水灰比大的混凝土中尤为突出。
若与引气剂一起使用，则可得到改善。
(3)木质素磺酸盐类缓凝剂
这类缓凝剂一般掺量为水泥质量的0.2%～0.3%，混凝土凝结时间可延长2～3h。
2.缓凝剂的作用机理
各种缓凝剂的作用机理各不相同。
一般来说，有机类缓凝剂大多是表面活性剂，对水泥颗粒以及水化产物新相表面具有较强的活性作用，吸附于固体颗粒表面，延缓了水泥的水化和浆体结构的形成。
无机类缓凝剂，往往是在水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜，对水泥颗粒的水化起屏障作用，阻碍了水泥的正常水化。
这些作用都会导致水泥混凝土的缓凝。
缓凝剂对水泥品种适应性十分明显，不同水泥品种缓凝效果不相同，甚至会出现相反效果。
因此，使用前必须进行试拌，检测效果。
缓凝剂一般掺量较少，使用时应严格控制掺量，过量掺入不仅会出现长时间不凝现象，有时还会出现速凝现象。
缓凝剂主要用于高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送和滑模混凝土施工以及远距离运输的商品混凝土。
缓凝剂不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土，也不宜用于有早强要求的混凝土和蒸养混凝土。