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速凝劑

是能使混凝土迅速硬化的外加劑，廣泛應(yīng)用于鐵路、井巷、冶金、煤炭、水電等工程噴錨支護(hù)及堵漏和搶修工程。本文中，胡小楊就不同類型的速凝劑及其促凝機(jī)理作簡單的介紹。

常用硅酸鹽水泥主要由如下四種礦物，礦物組分遇水后均能起水化反應(yīng)。其中水泥的凝結(jié)時間、早期強(qiáng)度主要取決于C3A和C3S。故實(shí)際應(yīng)用中可以通過速凝劑C3A、C3S的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)水泥的速凝。

速凝劑按其主要成分可以分為四類：鋁氧孰料加碳酸鹽型、水玻璃型、鋁酸鹽型和硫鋁酸鹽型速凝劑。

鋁氧孰料加炭酸鹽型速凝劑
鋁氧孰料加炭酸鹽系速凝劑主要速凝成分是鋁氧孰料、碳酸鈉以及生石灰，這種速凝劑含堿量高，混凝土的后期強(qiáng)度降低較大，加入無水石膏可以在一定程度上降低堿度并提高后期強(qiáng)度。

其作用機(jī)理如下：

碳酸鈉與水泥漿中石膏反應(yīng)，生成不溶的CaCO3沉淀，從而破壞了石膏的緩凝作用。

鋁酸鈉在有Ca(OH)2存在的條件下與石膏反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣和由于石膏的消耗而使水泥中的C3A成分迅速進(jìn)行水化反應(yīng)，C3A的水化又迅速生成鈣礬石從而加速了凝結(jié)硬化。

另一方面，大量生成的NaOH、Al(OH)3、Na2SO4都具有促凝、早強(qiáng)作用。

水玻璃型速凝劑
水玻璃型速凝劑的主要成分是水玻璃，這種速凝劑凝結(jié)、硬化速度快，早期強(qiáng)度高，抗?jié)B性好，可以在低溫下施工。因其抗?jié)B性能好，常用于止水堵漏。

其作用機(jī)理如下：

水泥中的C3S、C2S等礦物在水化過程中生成Ca(OH)2，而水溶玻璃溶液能與Ca(OH)2發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，生成硅酸鈣和二氧化硅膠體。生成的大量NaOH將進(jìn)一步促進(jìn)水泥孰料礦物水化，從而使水泥迅速凝結(jié)硬化。

鋁酸鹽型速凝劑
鋁酸鹽型速凝劑一般以鋁酸鈉（鉀）為主要促凝成分，然后復(fù)配一些改性組分。其固含量高、穩(wěn)定性和適應(yīng)性較好。

目前人們認(rèn)為鋁酸鈉型速凝劑是因?yàn)榧尤胨倌齽┖?，拌合反?yīng)時消耗了石膏，使石膏失去緩凝作用，而且速凝劑的加入可以促進(jìn)水泥各礦物的反應(yīng)，形成大量的C-S-H凝膠，一定量的板狀晶體氫氧化鈣和柱狀晶體鈣礬石錯綜復(fù)雜的分布在凝膠中，從而導(dǎo)致水泥漿體的迅速凝結(jié)。

鋁型速凝劑
鋁作為促凝組分時具有很好的效果，但鋁的溶解度不夠大，目前研發(fā)方向一直圍繞著如何提高速凝劑中鋁離子的濃度或活性鋁濃度并使其穩(wěn)定存在鋁系速凝劑各組分按功能可以分為三大功能組分：促凝、穩(wěn)定和早強(qiáng)。

其主要作用機(jī)理如下：

Al2(SO4)3和石膏的迅速溶解使水化初期溶液中根離子濃度驟增，它與溶液中的Al2O3、Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，迅速生成微細(xì)針柱狀鈣礬石和中間產(chǎn)物次生石膏，這些新晶體的增長、發(fā)展在水泥顆粒間交叉生成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)速凝。