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无碱液态水泥速凝剂合成方法的研究

程建坤  
【摘要】:本论文在无碱液态的前提下,通过试验探讨了几种无机盐单独或复合添加和聚合硫酸铝对水泥凝结性能的影响规律。根据试验结果的分析选取了无碱液态速凝剂的基础成分。在此基础上进行了无碱液态速凝剂稳定性和性能、添加速凝剂水泥硬化浆体的微观结构和速凝机理的探讨。 无机盐类速凝剂配合比探讨的分析表明,硫酸铝和硝酸铝单独或复合添加均对水泥有很好的速凝效果,但由于硫酸铝和硝酸铝溶解度的限制,配制的饱和溶液固含量低,所以满足凝结时间要求的水溶液掺量较大,故它们不适宜配制液态速凝剂。与无机盐的饱和溶液比较,聚合硫酸铝的固含量高,速凝效果更好。聚合硫酸铝制备的最佳配合比为硫酸铝:氢氧化铝胶体=1.71:1.26。 初步的试验说明聚合硫酸铝是一个极不稳定的系统。对聚合硫酸铝稳定性的研究表明,采用乳酸和三乙醇胺复合作为稳定剂,可以制得稳定时间在150天以上的聚合硫酸铝。当配合比为硫酸铝:氢氧化铝胶体=1.71:1.26、三乙醇胺和乳酸的掺量分别为3%和7%、硫酸铝浓度为27.3%、聚合温度为99℃和保温时间为30min时,制得的聚合硫酸铝外观透明,稳定时间大于150天,固含量为35.7%,密度为1.47g/ml。当聚合硫酸铝固掺量为水泥质量的2.97%时,水泥的初凝时间为3.0min,终凝时间为6.5min。将采用上述参数制得的聚合硫酸铝冠名为NSA无碱液态速凝剂,简称NSA速凝剂。 对NSA速凝剂性能的研究表明,NSA速凝剂速凝效果好,对水泥品种的适应性较好。其最大的优点是克服了碱性粉状速凝剂所导致的混凝土28天抗压强度严重损失的缺陷,不仅早期强度高,而且28天抗压强度不损失,甚至有一定的增加。当掺量为9%时,山东铝业水泥1天抗压强度比不掺时增加80%,达到10.89MPa,7天抗压强度比不掺时增加15%,28天的抗压强度比为104.2%;中国水泥厂水泥1天抗压强度比不掺时增加23%,达到14.84MPa,7天抗压强度比不掺时增加19%,28天的抗压强度比为99.8%。NSA速凝剂对水泥硬化体体积变化的影响的试验结果表明,掺NSA速凝剂后水泥砂浆和净浆均表现为收缩,收缩率随NSA速凝剂的掺量的增加而增大。 采用XRD、SEM和MIP现代分析手段对添加NSA速凝剂水泥硬化体微观


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