無堿無氯液體速凝劑聚合硅酸硫酸鋁的制備及機理研究

蔣敏　楊春明　尹成杰等

摘 要 利用“水解嵌入聚合”作用將氟硅酸鎂與自制聚合硫酸鋁（PAS）反應并結合“水解聚合濃縮”同步工藝制得無堿無氯液體速凝劑聚合硅酸硫酸鋁（PASS）.實驗結果表明，PASS速凝劑在7%摻量時接近噴射混凝土用速凝劑（JC4772005）一級品的指標要求.并通過X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對PASS速凝劑的促凝機理進行了研究.

關鍵詞 聚合硫酸鋁；氟硅酸鎂；聚合硅酸硫酸鋁；無堿無氯速凝劑

中圖分類號 TU528.042.1文獻標識碼 A文章編號 10002537（2016）02003508

Study on the Preparation and Mechanism of Alkalifree and

Chlorinefree Liquid Accelerator Polyaluminium Silicate Sulfates

JIANG Min， YANG Chunming*， YIN Chengjie， DENG Cuifen， ZHAO Liping， SHEN Ping

（ College of Chemistry and Chemical Engineering， Hunan Normal University， Changsha 410081， China）

Abstract An alkalifree and chlorinefree accelerator liquid acceleratorpolyaluminum silicate sulfate（PASS） was prepared by hydrolysis and polymerization of magnesium silicofluoride within selfmade polyaluminium sulfate matrix， coupled with the “hydrolysispolymerizationconcentration” threeinone technology. The influence of the mass ratio of magnesium silicofluoride to polyaluminium sulfate， reaction temperature and stirring speed on the performance of asprepared liquid accelerator has also been investigated. Our experimental results show that the resultant liquid accelerator has the same quality close to the firstgrade production of shortcrete accelerator standard JC4772005 when the added amount of accelerator is 7.0%. Comparative studies of cement slurry with added accelerator and blank sample at different hydration stages were conducted by XRD analysis and SEM techniques. A possible coagulation mechanism of liquid accelerator PASS was proposed based on above results.

Key words polyaluminium sulfate； magnesium silicofluoride； polyaluminium silicate sulfates； alkalifree and chlorinefree liquid accelerator

速凝劑是一種能促使水泥在較短的時間內凝結硬化，并產生一定抗壓強度的水泥外加劑.速凝劑是噴射混凝土施工中不可缺少的添加劑，主要應用于一些具有特殊要求的工程施工，如道路搶修、礦山、隧道、礦井巷道、防洪堤壩等工程[1].速凝劑的生產和使用起源于20世紀30年代[2]，從最早的高堿粉末速凝劑發展到如今的無堿液體速凝劑[36]，但是無堿速凝劑存在摻量高、穩定性差等問題，不利于全面推廣[78].

無堿速凝劑的主要成分之一為鋁鹽，當鋁鹽含量過高時容易析出Al（OH）3沉淀，因而需要加入大量的穩定劑[910]，但是穩定劑的量過大對促凝起消極作用.作者擬通過使用Al含量較高的自制液體聚合硫酸鋁（PAS）為原料，并引入具有后期強度及防水作用的氟硅酸鎂（MgSiF6·6H2O）嵌入聚合硫酸鋁，采用“水解聚合濃縮”同步方法，得到促凝性能優異、穩定性良好的無堿無氯液體速凝劑聚合硅酸硫酸鋁（PASS）.由于聚合硫酸鋁（PAS）中引入了Si，能提高速凝劑的穩定性……