李虎龍，唐明浩，李海洋，劉啟鵬，王磊

（南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

0 引言

隨著噴射混凝土施工技術(shù)的逐漸成熟，其主要的一種添加劑：水泥速凝劑（以下簡稱速凝劑），也逐漸廣泛應(yīng)用在各類工程建筑中。速凝劑主要分為兩類，一類是粉體速凝劑，主要用于干法噴射混凝土，另一類是液體速凝劑，主要用于濕法噴射混凝土，人們在液態(tài)速凝劑的使用與研究過程中，發(fā)現(xiàn)所研發(fā)的液體速凝劑與理想中的液態(tài)速凝劑存在很大矛盾，因此液體速凝劑逐漸成為研究熱點。

1 噴射混凝土用液體速凝劑類型及性能特點分析

1.1 堿性液體速凝劑

堿性液體速凝劑主要分為硅酸鈉型以及硫酸鹽型。 堿性液體速凝劑是最初研發(fā)出來的液體速凝劑，它的推出，對于粉體速凝劑具有極大的影響。 因為堿性液體速凝劑在施工過程中具有低粉塵、回彈率低等優(yōu)點，但同時也存在含堿量較高、嚴重損害施工工人健康、28 d 抗壓強度保有率低等問題[1-2]。

1.1.1 硅酸鈉型液體速凝劑

硅酸鈉型液體速凝劑以水玻璃為主要成分，并加入重鉻酸鉀或亞硝酸鉀、三乙醇胺等成分，其具有加速混凝土的凝結(jié)硬化、抗?jié)B性好以及使噴射混凝土早期強度增高的優(yōu)點，其缺點就是使用該類型的噴射混凝土收縮率大、含堿量高且后期強度有所缺失。

1.1.2 硫酸鹽液體速凝劑

硫酸鹽型液體速凝劑主要由硫酸鈉、氫氧化鈉、三乙醇胺等成分合制而成。在實際應(yīng)用中摻量一般為水泥質(zhì)量的3%～6%， 雖然此類液體速凝劑同樣能夠使噴射混凝土的凝結(jié)硬化速度變快，但其效果卻通常受到水泥熟料化學(xué)成分、混合材料種類和摻量以及水泥細度等諸多因素的影響。

1.2 無堿液體速凝劑

無堿液體速凝劑主要為硫酸鋁型液體速凝劑，無堿液體速凝劑不含氯離子，具有不銹蝕鋼筋等優(yōu)點。 但此類速凝劑存在摻量大、價格偏高、穩(wěn)定性差、儲存期短等缺點。

1.2.1 硫酸鋁、活性氫氧化鋁液體速凝劑

活性氫氧化鋁是一種易溶于硫酸鋁溶液的物質(zhì)，且不會引入任何有害離子。 這類液體速凝劑的優(yōu)點在于早期強度較高、長期強度保有率高、耐久性好等；但活性氫氧化鋁作為該速凝劑中的原料并不易獲得，從而導(dǎo)致此類速凝劑的價格偏高。 雖然該類產(chǎn)品在使用后噴射混凝土的耐久性好，但速凝劑自身穩(wěn)定性差，儲存期、使用過程中需要加入大量穩(wěn)定劑，因此在高價原料的基礎(chǔ)上進一步提高了它的成本[3]。

1.2.2 硫酸鋁、氫氧化鋁、氫氟酸液體速凝劑

此類速凝劑主要利用了氟離子絡(luò)合鋁離子的能力， 提高了溶液內(nèi)鋁離子或游離態(tài)鋁的濃度，使硫酸鋁的穩(wěn)定性提高。此類速凝劑雖然擁有很好的促凝效果，但其高氟摻量又帶來早期強度增長緩慢等問題。

1.2.3 硫酸鋁、氟化鎂鋁液體速凝劑

作為氟化鋁、硫酸鋁的改良，此類速凝劑將氟化鋁改為氟化鎂鋁或氟硅酸鎂。其原理是當(dāng)氟化鎂鋁加入到速凝劑中后會產(chǎn)生二氧化硅，使液體變得十分黏稠， 摻量過高時甚至可以使液體失去流動性。 氟鋁解決了促凝和穩(wěn)定的問題，同時又產(chǎn)生了二氧化硅，而二氧化硅則解決了早強問題。

1.2.4 硫酸鋁、氟化鈉液體速凝劑

氟化鈉具有很好的促凝和早強作用。在速凝劑中加入氟化鈉能夠使混凝土的抗剪切強度提高并提高其握裹力。 此類速凝劑的優(yōu)點是原料易得、生產(chǎn)過程簡單且含堿量低、混凝土和易性好；缺點是摻量偏大且對溫度較為敏感，適應(yīng)性較差[4]。

2 噴射混凝土用液體速凝劑應(yīng)用存在的問題

速凝劑主要應(yīng)用于噴射混凝土施工,主要借助噴射機械將摻有外加劑的拌合物通過管道輸送并以極快的速度噴射到結(jié)構(gòu)表面而凝結(jié)硬化[5]。 水泥速凝劑自二十世紀30 年代開始生產(chǎn)和使用以來，已從最初研制的粉體速凝劑，逐步發(fā)展到現(xiàn)在的液體速凝劑。

液體速凝劑正逐步取代使用粉體速凝劑的干法噴射混凝土技術(shù)。但同時使用濕法噴射混凝土施工也存在一些問題。 混凝土拌合物易粘輸送管壁，常常造成堵塞，施工人員在高架上操作存在安全隱患。 液體速凝劑如今種類繁多，但普遍存在價格偏高、儲存穩(wěn)定期短、摻量大等問題。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代建筑工程中， 對于粉體速凝劑的需求正在逐漸減少， 對于無堿液體速凝劑的改良是我國速凝劑發(fā)展的主要趨勢。 我國噴射混凝土用液體速凝劑在未來的研究在應(yīng)以下幾方面開展： 如何降低速凝劑中堿性物質(zhì)的占比、 生產(chǎn)活性氫氧化鋁的工藝研究、 養(yǎng)護溫度對摻入液體速凝劑混凝土性能的影響研究、 加入氟鋁絡(luò)合溶液液體速凝劑的促凝機理研究、新型促凝組分的開發(fā)、如何增加液體速凝劑的穩(wěn)定性等。但在此期間，堿性液體速凝劑與無堿液體速凝劑將存在一種長期共存關(guān)系。