一种新型无碱液体速凝剂的制备和性能研究

改善明显。把适量有机酸络合剂加入到过饱和硫酸铝溶液中，
选择 ３种不同品牌的 Ｐ·０４２．５水泥及基准水泥，掺入
充分搅拌反应完全。试验探讨不同含量的聚羧酸铝盐对速凝 ８％的速凝剂 ＡＬＱＡ一３，测试 ＡＬＱＡ一３对不同水泥的适应性，
剂稳定性和速凝效果的影响，试验时速凝剂掺量均为水泥质 结果见表 ３。
（２）试验材料
速凝剂的掺量是喷射混凝土施工首先要确定的参数，关
砂：ＩＳＯ标准砂；水：自来水；水泥：基准水泥、Ｐ·０４２．５金 系到喷射混凝土的凝结时间、回弹量及早期强度等技术指标。
盾水泥、Ｐ·０４２．５冀东水泥、Ｐ·０４２．５金隅水泥。
采用基准水泥试验了不同掺量 ＡＬＱＡ一３对水泥的影响，试验
铝盐分散剂。
（２）分别取聚羧酸铝盐分散剂 ０、１２５、２５０、３７５、５００ ｇ，加
水稀释至 ５００ ｇ后，再加入 ７５０ ｇ十八水硫酸铝，在 ６５ ｏＣ条件
下保温搅拌 ２ ｈ，再加入 １０ ｇ三 乙醇胺，保温搅拌 ３０ｍｉｎ，自
然冷却，得到淡黄色透明无碱液体速凝剂。 １－３ 性 能测 试 方法
ｃｈｏｎｇｚｈｉ＠ｂｕｃｅａ．ｅｄｕ．ｃｎ。
１．１ 原 材 料 （１）合成原材料 丙烯酸、ＨＰＥＧ聚醚大单体、过硫酸铵、ｏｃ一氢氧化铝、十八
水硫酸铝、三乙醇胺：均为分析纯。
ＮＥＷ ＢＵＩ ＬＤＩＮＧ Ｍ ＡＴＥＲＩＡＬＳ
·８３ ·
李 崇智 。等 ：一种 新型 无碱 液体 速 凝剂 的 制备 和性 能研 究
全 国中文核 心期 刊
钎癯 昧
中国科技核心期刊
一 种 新型 无碱 液 体 速凝 剂 的 制备 和 Ｊ｝生能研 究
李 崇智 ，樊 德庆 ，章 超
（北京建筑大学 土木与交通工程学 院，北京 １０００４４）
摘 要 ：采用 聚羧 酸系铝盐 分散剂和聚 合硫 酸铝 、三 乙醇胺 等合成 了一种新型无 碱液体速凝 剂 ＡＬＱＡ一３，并对其 性能进行 了测
无碱速凝剂因为能保证喷射混凝土后期的强度并且可以 水泥中掺量为 ８％时，性能符合ＪＣ ４７７－２００５《喷射混凝土用
提高混凝土的抗渗性能，逐渐被应用 。液体无碱速凝剂的 速凝剂》规定的合格品要求。
使用引入大量 Ａｌ¨和 ＳＯ４２＿，它们与水泥中的 Ｃ 、石膏迅速反
１ 试 验
收稿 臼期 ：２０１７—０７—１０：修订 日期 ：２０１７—０９一Ｏ１ 作者简 介 ：李崇智 ，男 ，１９６９年 生，江西 上饶人 ，教授 ，从事 混凝土 与 外加剂 教学 与研究 。地址 ：北京市 西城 区展 览馆路 １号 ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉ
由表 ２可见：速凝剂 ＡＬＱＡ一３掺量为 ６％时，初凝时间为
速凝剂性能参照Ｊｃ ４７７—２００５《喷射混凝土用速凝剂》进 ４ ｍｉｎ３０ ｓ，终凝时间为 １２ ｒａｉｎ５ Ｓ，符合 ＪＣ ４７７—２００５标准规
行测试。
定的合格品要求；ＡＬＱＡ一３掺量达到 ８％以上时，全部满足初
２ 结果与讨论
试。结果表明，基准水泥中新型无碱液体速凝剂 ＡＬＱＡ一３的掺量 为 ６％时，符合 Ｊｃ ４７７—２００５《喷射 混凝 土用速 凝剂》规定 的合格 品
要求：当掺 量为 ８％时 ，水 泥净 浆的初凝时 间为 ２ｍｉｎ ４５ ｓ，终凝时 间为 ７ｍｉｎ ３０ ｓ，水泥砂浆 的 １ ｄ 抗压强度为 １２．４ＭＰａ，２８ ｄ抗压
ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ ｆｏｒ ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ” ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ６％ ．Ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｅｔｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｉｓ ２ ｍｉｎ４５ ｓ，ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｓｅｔｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｉｓ ７ ｍｉｎ３０ Ｓ ａｎｄ ｔｈｅ １ ｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｍｏｒｔａｒ ｉｓ １２．４ Ｍ Ｐａ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇ ｔｈ ｒａｔｉｏ ｏｆ ２８ ｄ ｉｓ １ １３％ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ８％ ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏ ｆ ｆ ｉｒｓｔ－ｃｌａｓｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｓｐｅｃｉｆ ｉｅｄ ｉｎ ＪＣ ４７７—＿２ｏｏ５．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ
代传统干法喷射混凝土。有碱速凝剂对施工人员身体的损伤 水化产物钙矾石的量增加，液相中的 Ｃａ２＋同时被大量消耗，大
较大，而且过量的碱金属离子引入极易使混凝土后期产生碱 大促进了水泥的水化，凝结时间进一步缩短。本研究开发了一
骨料反应，严重影响混凝土的后期抗压强度 。
种新型无碱液体速凝剂 ＡＬＱＡ一３，其在不同牌号的 Ｐ·０４２．５
注 ：① 在 速 凝 剂 中所 占 的质 量 百分 比 。
类水泥中使用时速凝效果有所不同，原因是不同种类水泥矿
由表 １可见：
物的组成存在差异，所以在喷射混凝土施工前必须进行水泥
（１）随着聚羧酸铝盐含量增多，速凝剂的稳定性提高。这 适应性试验，确定最经济的掺量。
是由于有机酸络合剂增多，能络合更多铝离子，降低了铝离子
１．２ 速 凝剂 的合 成 方法
结果见表 ２。
（１）将 ２０ ｇ丙烯酸、ｌ００ ｇＨＰＥＧ聚醚大单体大单体，４００ ｇ
表 ２ ＡＬＱＡ一３掺量对基准 水泥性 能的影 响
水加入 ２Ｌ三 口烧瓶中搅拌，加பைடு நூலகம்至 ６５℃投入 １．０ ｇ２０％的过
硫酸铵，搅拌 ４５ ｍｉｎ后再加入 ３０ ｇ 一氢氧化铝，得到聚羧酸
断：Ｍｇ—Ａ１ ＣＬＤＨ、Ｍｇ—Ａ１ ＬＤＨ和 Ｆｒｉｅｄｅｌ盐吸附氯离子的能力
ｏｆ ｔｈｅ ｉｎ ｓｉｔｕ ｇｒｏｗｎ Ｍｇ－Ａ１－ＣＯ３２一 ｈｙｄｍｔａｌｃｉｔｅ ｆｉｌｍ ｏｎ ＡＺ３１
依次降低。
ａｌｌｏｙ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１２，６５：２６８－２７７．
（４）自制阻锈剂充分利用 ＣＬＤＨ材料固结氯离子特性和 ［９］ Ｔｅｄｉｍ Ｊ，Ｚｈｅｌｕｄｋｅｖｉｃｈ Ｍ Ｌ，Ｂａｓｔｏｓ Ａ Ｃ，ｅｔ ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａ ｎｏｖｅｌ ａｌｋａｌｉ－ｆｒｅｅ ｌｉｑｕｉｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ａｄｍ ｉｘｔｕｒｅ ＬＩ Ｃｈｏｎｇｚｈｉ，ＦＡ Ｎ Ｄｅｑｉｎｇ，ＺＨＡ ＮＧ Ｃｈａｏ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ａｌｋａｌｉ－ｆｒｅｅ ｌｉｑｕｉｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ ＡＬＱＡ一３ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓａｌｔ
符合 ＪＣ ４７７—２００５要求。
（２）新型无碱液体速凝剂 ＡＬＱＡ一３掺量为 ８％时，基准水
２．２ 速凝 剂 ＡＬＱＡ一３掺量 对 水泥 性 能的 影响
（下 转 第 ８９页 ）
·８４· 新 型建筑材料
２０１８．６
申世 贵 ，等 ：焙烧 层状 双 氢氧 化物 阻锈 剂对 混凝土 中钢 筋 的缓蚀 效 果研 究
ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ，ｔｒｉｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ． Ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ．
ｂｅｎｃｈｍａｒｋ ｃｅｍｅｎｔ ｔｅｓｔ，ＡＬＱＡ一３ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ｉｎ ＪＣ ４７７— ２００５ ”Ｌｉｑｕｉｄ
的过饱和度，不易从溶液中结晶析出。
３ 结 论
（２）水泥净浆的凝结时问随着聚羧酸铝盐含量增多，先缩
（１）聚羧酸铝盐含量小于 １０％时，速凝剂的稳定性随聚
短后延长，聚羧酸铝盐的最佳含量在 ２９．８％ ３９．７％，凝结时间 羧酸铝盐含量增大而提高，但对于相同速凝剂掺量 ６％的情
能够较好满足技术要求，并且速凝剂可以存放 ９０ ｄ以上无沉 况，净浆的凝结时间先缩短后延长，聚羧酸铝盐的最佳含量为 淀，保持了产品的均匀稳定性。可见，速凝剂 ＡＬＱＡ一３能基本 ２９．８％一３９．７％。
粉煤灰滚珠轴承作用的叠加效应，这一发现可为实际工程设
ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
计提供借鉴。
ｆｉｌｍｓ ｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，２０１４，１ １７：
１６４ —１７１．
参考文献 ：
【１】 施锦杰 ，孙伟．混凝土 中钢筋锈蚀研 究现状与热 点问题 分析ｆＪ１．硅
ｆｌＯ１ Ｗｕ Ｆ，Ｌｉａｎｇ Ｊ，Ｐｅｎｇ Ｚ，ｅｔ ａ１．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａ ｒａｃｔｅｒ ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｎ－Ａ ｌ ｌａｙｅｒｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅｓ（ＬＤＨｓ）
量的６％，净浆水灰比为 ０．４，试验结果见表 １。
表 ３ 速凝 剂 ＡＬＱＡ一３对水泥 的适应性试验结 果
表 １ 聚 羧酸铝盐 含量对速凝 剂的稳定性 及速 凝效 果影响
由表 ３可见，对比基准水泥，无碱液体速凝剂 ＡＬＱＡ一３
与不同品牌 Ｐ·０４２．５水泥的适应性 良好。ＡＬＱＡ一３在不同种
凝时间≤３ ｍｉｎ、终凝时间≤８ ｍｉｎ、１ ｄ抗压强度＞ ／７．０ ＭＰａ、２８ ｄ抗压强比＞ １７５％，符合 ＪＣ ４７７—２００５标准规定的一等品要