液态无(低)碱速凝剂的发展历程
液态速凝剂蕞初研制的液态速凝剂碱含量较高,随着研究的深入,液态速凝剂的碱含量逐渐降低,市场上出现了无(低)碱液体速凝剂。20世纪80年代中期,有机无机复合液态无(低)液体速凝剂开始生产应用。有机无机复合液态无(低)液体速凝剂中,有机成分主要包括各种醇胺、酰胺、有机醇、羧酸等,无机成分主要以硫酸铝为主。目前,在日本、欧洲等发达国家,无(低)碱液体速凝剂几乎占有全部速凝剂市场。
我国对于速凝剂的研究起步较晚,开始于20世纪60年代,***早的速凝剂主要是粉状速凝剂,如红星Ⅰ型、711型、782型等,但其碱含量较高,后期强度损失较大。到了20世纪90年代,随着湿喷技术引入我国,国内学者开始重视液态速凝剂的研究,液态无(低)碱速凝剂、有机无机复合型液态速凝剂在我国开始逐步研究与发展,如潘志华等人研制的NSA液态无碱速凝剂,煤炭科学研究总院北京建井所研制的MJ-2000液态无碱速凝剂等。但是目前,我国对于液体无(低)速凝剂的研究还处于初步阶段,产品种类虽然较多,但是综合性能参差不齐,许多产品价格昂贵,稳定性和适应性较差,有待进一步改进。
速凝剂的作用机理:
形成水化铝酸钙骨架并促进C3S水化而速凝
中国建材研究总院通过XRD、测定结合水量、水化液相测试、DTA等手段研究了速凝剂对水泥水化的影响,认为铝氧熟料促进水泥凝结的主要原因是:
(1)铝氧熟料反应后得到NaOH促进C3S水化,硅离子溶出加快。
(2)速凝剂的加入减弱并消除了C3S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。
(3)熟料矿物初期水化得到的Ca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
(4)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。
(5)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。
?速凝剂速凝机理
速凝剂速凝机理
(1)生成水化铝酸钙而速凝
速凝剂的各组分之间将发生如下反应,生成溶解度更低的盐类:
Na2CO3+CaO+H2O → CaCO3+NaOH
Na2CO3+CaSO4 → CaCO3+Na2SO4
铝酸盐水解,并进行中和反应:
NaAlO2+2H2O → Al(OH)3+NaOH
2NaAlO2+3CaO+7H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH
在反应过程中产生的NaOH与水泥中的石膏之间建立了以下平衡关系: 2NaOH+CaSO4 → Na2SO4+Ca(OH)2
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