1.碱土金属碳酸盐和碱土金属的氢氧化物
粉状的碱土金属碳酸盐或氢氧化物以前在喷射混凝土施工中很少应用。现在,它们成为这类混凝土最常用的速凝剂,其常规掺量为水泥重量的2,5%至6%,它们主要是促进C3S的水化。一般加入少量的碳酸铝,可以影响水泥的凝结时间。但是,只有当大剂量掺入时,其影响才能被观察到。
采用二种掺量的速凝剂的喷射砼的早期强度,以及与加铝酸钾类速凝剂的喷射混凝土性能的比较。 这种速凝剂与水泥的反应主要受水泥化学成分、细度和矿物添加剂以及环境温度的影响。例如,在Cotapata—SantaBasbara(玻利维亚1996)高速公路工程中,一些坡道需用干混喷射混凝土覆盖。根据工程的要求和预算,使用的是火山灰水泥,速凝剂是碳酸盐基粉末。环境温度是5~13℃。第一次试验,没有测到促凝作用,即使加量高达6%。当加热拌合水的水温时,这个问题才解决,试验得到的适宜的水温是35℃。采用这一措施,混凝土的早期强度达到了设计要求(24h为I0MPa), 甚至当水温超过70'C时产生了闪凝(这个温度导致最终强度严重下降超过50%)。
这种速凝剂的特点是水泥的最终强度大幅下降,与空白混凝土相比,28天强度明显下降(一般是3 0%~4 0%),有一些工程甚至下降50%。
2.硅酸碱(水玻璃)
硅酸钠、硅酸钾类速凝剂主要用于湿拌喷射混凝土,它们通常都是液体,而且掺量很大(>10%胶凝材料重量)。可溶性的硅酸盐由于反应生成硅酸钙沉淀而加速凝结。当大剂量使用时,这些促凝剂降低了与基底的粘结力,最终,导致砼强度的下降和严重的干缩。一些报道说这些问题已被列入奥地利混凝土学会出版的“喷射混凝土指南”中,规定这种速凝剂最大掺量不超过15%,最终的强度损失限制在30%以内。
Melbye认为改性的硅酸钠,掺量在4—6%时,它们在很短时间内(<10S)使喷射混凝土产生胶结作用(也许是由于坍落度损失),与铝酸盐基速凝剂一样,不参加水泥的早期水化作用。它们可以施工80mm~150mm喷射厚度,这种速凝剂的其他优点:与各种水泥都可相配,在常规掺量范围内(4%~6%),最终的强度损失比铝酸盐速凝剂少,对皮肤没有强的侵蚀性(PH<12),碱的含量比铝酸盐基速凝剂低得多。但是,这种速凝剂不能产生较理想的初始强度,不适用于早期强度要求较高的工程。
3.非碱性粉末状促凝剂
九十年代初开始使用非碱性速凝剂粉末。一般,它们主要是铝酸钙外加剂,掺量在6~12%,其化学作用不同于碱基外加剂。促凝作用是直接参与水的反应,而不是直接参与水泥的水化反应。
低于7%的掺量不会影响混凝土早期强度。对于顶部凹道厚衬板的施工,一般需大剂量。这会导致后期强度的下降,但这种下降小于碱性促凝剂。潮湿条件会影响这种速凝剂的灵敏度,这就要求在干燥设备中贮存。
无碱速凝剂的应用才刚刚开始,新产品主要是氢氧化铝或与硫酸铝复合的产品,在少量使用时(4%)就能产生足够的早期强度。当掺量高达8%时,后期强度没有损失。但用量大于10%时,会出现明显的后期强度损失。
虽然这类速凝剂有上述优点,但应用中也存在一些问题。使用剂量和均匀性要求与之相适应的特殊设备。此外,Melbye指出,掺这种粉状速凝剂比掺非碱性液体速凝剂,回弹率要大10%~15%
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