采用新型液體速凝劑噴射混凝土的現場試驗研究

王烜

甘肅吉發化工有限公司 甘肅蘭州 730050

速凝劑的主要應用在于能夠借助自身在速凝以及早強等方面具有突出功效，成為目前的歐恩社混凝土的主要制備原料之一。在目前的建筑市場中，大型水利工程、地下室工程、邊坡支護工程、隧道工程等施工中，對于混凝土施工部位的要求比較高，都需要用到噴射混凝土，噴射混凝土需要在短時間內完成快速的凝結和強化，就需要用到速凝劑。針對新型速凝劑，目前還沒有出臺相關的性能檢驗方法，因此，本文通過實驗來研究不同廠家生產的速凝劑品種在混凝土制備中應用的主要情況，以便進行性能的對比，明確新型速凝劑的使用效能。

1 試驗方法和原料

1.1 試驗參考標準

目前，國內針對傳統速凝劑，主要包括堿性粉狀速凝劑、液態低堿速凝劑等已經制定了相應的性能檢驗方法，具體參考JC447《噴射混凝土用速凝劑》，而針對新型液態無堿速凝劑的相關性能檢驗尚未制定相關的行業標準，因此，選擇參考歐洲一些國家的相關無堿速凝劑的性能檢驗規程，主要參考的標準包括EN934-5《Admixtures for sprayed concrete》以及 BS EN196-1《Methods of Testing Cement》，為本次試驗研究提供相關的參考指標。

1.2 試驗項目

考慮到新型混凝土速凝劑對于水泥砂漿以及混凝土后期強度的影響不大，甚至可以認為其在一定程度上能夠提高相關混凝土的性能，按照新型速凝劑的這一特點，在參照相關的性能檢驗規程的基礎上，增加90d抗壓強度以及C90/C028，其中的C0指的是基準砂漿28d抗壓強度。C90指的是摻速凝劑砂漿90d抗壓強度。

1.3 凝結時間試驗方法

目前，減水劑在混凝土的配制中也是至關重要的原料，噴射混凝土的制備中更需要使用高性能減水劑。所以，在檢驗新型混凝土速凝劑的凝結時間過程中，根據相關的性能檢驗標準，按照使用的減水劑的不同種類和性能進行相應的減水劑的摻加，并將試驗用水量從原來的160ml降低20ml，具體的初凝時間和終凝時間采用的判斷方法主要是自加水階段開始試針沉入到水泥凈漿中距離底板1-2mm所需要的時間即為初凝時間，而至試針沉入水泥凈漿中地域1mm的實踐即為終凝時間。

1.4 膠砂強度試驗方法

根據國內相關的性能檢測規程，添加減水劑，并提升灰砂比到1:2，水泥687g，標準砂1350g，拌合水338g（這里指的是速凝劑中的含水量。）

2 試驗材料和實驗分析

2.1 實驗材料準備

試驗中需要用到的材料主要包括P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，標準砂、高性能減水劑，選取具有一定代表性的堿性粉狀和液態低堿速凝劑工兩種，選用液態無堿速凝劑八種，其中包含兩種國外的液態無堿速凝劑。

2.2 新型速凝劑實驗分析

為了明確新型速凝劑的具體使用效果，分別選擇了堿性粉狀速凝劑、液態速凝劑各一種，對于相應的凝結時間、膠砂強度等性能進行分析：從凝結時間上來看，根據試驗的結果，得出堿性粉狀速凝劑以及低堿速凝劑及新型速凝劑的凝結時間都能夠達到相關速凝劑性能檢測標準的要求，在選用的八種新型速凝劑中，編號三的新型速凝劑的初凝時間相對長一點，5號終凝時間也稍長，其他的六種新型速凝劑的初凝時間都控制在1分56秒到4分8秒范圍內，而終凝時間主要分布在2分57秒到10分19秒之間，對于這八種新型速凝劑的平均初凝和終凝時間進行計算，得出平均值，其中初凝和終凝時間的平均值分別是2分46秒以及6分42秒，這和傳統速凝劑在凝結時間上的差別并不是很明顯，在對比中發現，新型速凝劑以及低堿速凝劑相對于堿性粉狀速凝劑來說，在凝結時間上前兩者的優勢比較明顯，堿性粉狀速凝劑的凝結時間相對不足。

在水泥的膠砂抗壓強度檢測中，發現八種新型速凝劑的不同齡期的水泥膠砂強度是不一樣的，總體上八種新型速凝劑的膠砂強度分布主要范圍在4.4-13.2MPa范圍內，相應的抗壓強度波動比較明顯，其中，28d、90d膠砂強度主要范圍分別為39-44.3MPa以及47.5-54.9MPa，相應的抗壓強度比較高，且抗壓強度穩定，可見，新型速凝劑在后期抗壓強度提升上的作用比較顯著。

對于相應的八種新型速凝劑的各齡期膠砂強度的平均值可以得出，這八種新型速凝劑要比傳統速凝劑在各齡期抗壓強度上也有一定的差異，其中，在1d膠砂強度的區分并不明顯，而新型速凝劑在后期抗壓強度上明顯超過了傳統速凝劑，可見，新型速凝劑在使用后，后期的強度增長是十分快速的，對于提升噴射混凝土的耐久性以及物理和化學性能等都具有重要作用。對于不同類型速凝劑在各齡期的強度增長率計算，得出液態無堿速凝劑后期強度比傳統速凝劑明顯增長速度要快，而堿性粉狀速凝劑以及低堿速凝劑和新型速凝劑在各齡期膠砂強度增長規律也符合相應的對數增長關系。

3 結語

實驗證明了新型速凝劑在噴射混凝土的制備中對于提升混凝土的性能、凝結時間、膠砂抗壓強度等方面都能夠發揮積極作用，且使用性能明顯要優于其他堿性粉狀速凝劑和液態低堿速凝劑，且堿性粉狀速凝劑以及低堿速凝劑和新型速凝劑在各齡期膠砂強度增長規律也符合相應的對數增長關系。但是相對來說新型速凝劑的摻量偏高：由于液體速凝劑均為可溶于水的速凝物質的水溶液，因此有效速凝物質不多；另外非堿性物質的速凝效果普遍低于堿性物質。因此，相同摻量下無堿液體速凝劑的速凝效果比堿性液體速凝劑的效果要差很多，在使用中需要提升摻量，以保證速凝效果。