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新型无碱无氯液体速凝剂的制备及其性能研究

马井雨  
【摘要】:喷射混凝土技术是解决边坡修护、围岩支护、巷道修复加固、堵漏、道路快速抢修加固等问题的很好的方法,喷射混凝土施工的一个重要环节就是速凝剂的使用。粉状速凝剂的使用已比较普遍,但是使用粉状速凝剂存在碱性大、粉尘大、回弹量大等问题,浪费材料而且影响喷射混凝土的施工质量。液体速凝剂可降低施工中的粉尘浓度、减少回弹量等。目前使用的液体速凝剂多数含有碱、氯成份,影响混凝土的耐久性等性能。为了进一步改善速凝剂的性能,速凝剂液态化、低碱无碱化势在必行。 本文设计并合成了一种新型无碱无氯液体速凝剂,对制备的新型无碱无氯液体速凝剂进行了凝结时间、抗压强度等宏观性能的检测,利用XRD、SEM等现代测试手段进行了微观检测,并进行了机理分析。主要研究结果、结论如下: 一、新型无碱无氯液体速凝剂的合成: (1)利用化学试剂合成速凝剂。将各种组分、原料按照合成工艺逐步添加,得到稳定的产品。所得产品性能稳定,可以满足JC477-2005标准的要求,由于化学试剂成本太高,所以利用工业原料进行合成并进行主要研究; (2)利用工业原料合成速凝剂。将各种组分、原料按照合成工艺逐步添加,得到产品。制备的新型无碱无氯液体速凝剂(主要成分为铝盐)为无色透明液体,无碱、无氯、无毒、无味、无刺激,呈酸性,密度为1.2~1.4g/cm3(和产品浓度有关),该产品可长期保存(6个月),状态稳定,久置不分层; 二、工业原料合成速凝剂的性能研究。速凝剂掺量为4%~6%时,试样凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比等各指标均满足JC477-2005标准的要求;速凝剂掺量为4%时,28d抗压强度比为100.2%,28d抗压强度略有增强;速凝剂掺量为4.5%时,28d抗压强度比达到99.7%;速凝剂掺量为5%和5.5%时,28d抗压强度分别损失5.8%和7.1%;综合速凝剂使用效果、经济等因素考虑,确定最佳掺量为4%~5%; 三、合成速凝剂与不同矿物掺合料的适应性: (1)当矿粉掺量为20%~50%时,凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比均满足JC477-2005标准要求;当矿粉掺量为20%~40%时,未掺速凝剂试样1d强度大于掺速凝剂试样;掺量为50%、60%时,掺速凝剂试样1d强度大于未掺速凝剂试样;当矿粉掺量为30%时,28d强度比最大,确定矿粉掺量为30%时,与速凝剂的适应性最佳; (2)当粉煤灰掺量为20%~40%时,随着粉煤灰掺量的增加凝结时间逐渐变长,但试样的凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比均满足JC477-2005标准要求;粉煤灰掺量为20%~40%时,与速凝剂适应性均较好; 四、合成速凝剂与不同品种水泥的适应性。当速凝剂掺量为4.5%、5%时,P·O42.5、P·C32.5水泥的凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比均满足JC477-2005标准的要求;随着速凝剂掺量的增加,凝结时间逐渐变短;掺入速凝剂后1d强度有增强的趋势,28d强度比均大于100%;本速凝剂与P·O42.5、P·C32.5水泥有较好的适应性;掺入本速凝剂后,硫铝酸盐水泥的凝结时间不能满足JC477-2005标准的要求,所以本速凝剂与硫铝酸盐水泥适应性不好; 五、合成速凝剂与不同减水剂的适应性。木钙减水剂与新型无碱无氯液体速凝剂适应性较差,萘系和聚羧酸减水剂与速凝剂适应性良好。


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