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想让水泥快速凝固怎么可以少得了它?

  随着经济发展和技术进步,速凝剂的使用范围越来越广,在地下工程、隧道工程、堤坝边坡加固、堵漏水工程、滑模工艺施工、道路抢修、喷锚支护等工程中,大部分工程都采用了速凝快硬技术。

  速凝剂大致可分为两类:一类是由铝酸盐和碳酸盐为主,再复合其它无机盐和有机类组成;另一类则是以硅酸钠为主要成分,再与其它无机盐和有机类复合而成。

  (1)生成水化铝酸钙而速凝:该类速凝剂消除了水泥中石膏的缓凝作用。速凝剂的组分与水泥中的石膏等成分发生化学反应,生成氢氧化钠与溶解度更低的盐类,同时,氢氧化钠又使水泥中的石膏变成Na2SO4,大大降低浆体中CaSO4的浓度,在这种条件下,水泥中的C3A可以迅速进入溶液,析出六角板状的水化产物C3AH6(进而生成C4AH13),石膏的缓凝作用消失,水化热释放,导致水泥浆的迅速凝结。

  (2)加快水泥水化速率而速凝:在水泥—速凝剂—水的体系中,由于Al2(SO4)等电解质的解离,以及水泥粉磨过程中所加石膏的溶解,水化初期溶液中硫酸根离子浓度骤增并与溶液中的Al2O3、Ca(OH)2等组分急速反应,迅速生成微针柱状的钙矾石及中间次生成物石膏,这些新生晶体的生长、发展,在水泥颗粒交叉连生成网络状结构而速凝。

  同时速凝剂中的铝氧熟料及石灰提供了有利的放热反应,为整个水化体系提供40℃左右的反应温度,促进了水化产物的形成和发展。

  (3)形成水化铝酸钙骨架并促进硅酸三钙水化而速凝:铝氧熟料促进水泥凝结的主要原因 :

  二是速凝剂的加入减弱并消除了硅酸三钙初始生成的水化膜和双电层的阻碍作用,导致了诱导期的缩短或消失;

  三是熟料矿物初期水化得到的钙离子与速凝剂中的AlO2-反应迅速生成水化铝酸钙晶体,搭接成网络;

  四是铝氧熟料溶于水时放出大量热量,促进了水化铝酸钙的析晶放热和硅酸三钙的水化反应放热,这些放热反应的共同作用造成水泥浆体温度骤然升高,升高值甚至可达40℃,进一步促进了水泥水化反应的进行;

  五是水化产物的形成,尤其是水化铝酸钙的形成结合了大量的游离水,浆体迅速失去流动性;

  六是水化产物的结晶和生长交叉形成网络结构,水化硅酸钙填充其间,促使水泥迅速凝结硬化。

  (4)新型低碱早强速凝剂机理:速凝剂中的铝酸盐或钡硫铝酸盐和外加剂的水溶性硫酸盐、铝盐等化合物与硅酸钙水化溶出的钙离子迅速化合形成大量钙矾石,为水泥浆体提供凝聚结构的骨架,由于液相中钙离子被迅速化合,促使C3S水化形成CSH处于低C/S比的水平,渗透性好,水得以不断透过CSH向C3S内部扩散,C3S内部CSH连续大量迅速形成,与钙矾石骨架胶结而使水泥浆迅速凝结。

  速凝剂中的无机物和有机物需要不同的设备进行相互佐证分析,从而得到完整的速凝剂成分。

  X射线衍射仪(XRD)可以明确表征无机物种类,下图为速凝剂无机物的XRD图。

  核磁共振氢谱(H-NMR)可以明确表征有机物官能团的出峰位移,下图为速凝剂的H-NMR图,2.7ppm、3.6ppm是三乙醇胺的特征峰。

  液相质谱仪(LC-MS)可以明确给出速凝剂的有机物定性分析,下图为速凝剂的

  扫面电子显微镜(SEM-EDS)可以显示速凝剂的形貌以及元素,下图为速凝剂的SEM-EDS谱图。

  微谱拥有专业的开发团队,对于水泥速凝剂的分析有着丰富的研究经验,可 通过 多种仪器测试手段,可以帮助您在开发水泥速凝剂中,完善产品性能。

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