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重庆市盈沅建材有限公司水泥速凝剂,聚合物抗裂抹面砂浆

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混凝土速凝剂的作用机理

发布于 2020年07月31日

[摘要]水泥经过水化作用达到凝结状态是一个物理和化学相结合的过程。一定数量的水化产物形成网络,产生一定的强度,即为混凝土的凝结。这一过程并不需要大量的水化产物,事实上,只要少量的连接点即足以搭结成网络,从而导致混凝土凝结。
  水泥经过水化作用达到凝结状态是一个物理和化学相结合的过程。一定数量的水化产物形成网络,产生一定的强度,即为混凝土的凝结。这一过程并不需要大量的水化产物,事实上,只要少量的连接点即足以搭结成网络,从而导致混凝土凝结。

  土木工程中常用的速凝剂多为复合剂,因此不同种类的速凝剂往往具有不同的作用机理。但从混凝土的凝结硬化机制分析,各种不同速凝剂的作用本质都在于加快水泥的水化、加速具有胶凝性产物或加速混凝土中絮凝结构的生成等方面。

  1、水化反应生成水化铝酸钙而速凝
典型的铝氧熟料、碳酸盐系速凝剂速凝机理。
Na2CO3+CaO+H2O→CaCO3+2NaOH
Na2CO3+CaSO4→CaCO3+Na2SO4
NaAlO2+2H2O→Al(OH)3+NaOH
2NaAlO2+3CaO+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH
2Al(OH)3+3CaO+3H2O→3CaO·Al2O3·6H2O

  反应中消耗了部分石膏,使石膏不足以与铝酸三钙进行反应生成钙矾石起到缓凝作用,铝酸三钙与水迅速水化,加速水化铝酸钙的快速生成,从而加快了水泥浆体的凝结;而低溶解度产物的生成和水化热的大量释放促进了凝结过程。

  2、大量生成钙矾石导致混凝土速凝
复合型的硫铝酸盐速凝剂以及以硫酸铝为基础的无碱速凝剂速凝机理。
Al2(SO4)3+CaO+5H2O→3CaSO42H2O+2Al(OH)3
2Al(OH)3+3CaO+3H2O→3CaO·Al2O3·6H2O
2 NaAlO2+3CaO+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH
3CaO·Al2O3·6H2O+3CaSO4·2H2O+24H2O→3CaO·Al2O3+3CaSO4·32H2O

  在水泥-速凝剂-水体系中,硫酸铝和石膏的溶解,增大液相中的硫酸根浓度,与溶液中的氢氧化钙等组分迅速反应,生成大量微细针柱状的钙矾石和中间产物次生石膏,这些晶体的生长、发展在水泥颗粒之间形成网络状结构导致速凝。同时,反应热的释放也加快了硅酸三钙的水化并加速凝结过程。

  3、形成水化铝酸钙骨架并促进硅酸三钙水化导致速凝
铝氧熟料反应生成的氢氧化钠能促进硅酸三钙的水化,加快硅离子的溶出速率,同时,水泥水化反应生成的钙离子与速凝剂中的离子迅速反应生成大量的水化铝酸钙,并消耗大量的水,从而增加水泥浆体的黏度,很快形成网络结构导致速凝。此外,水化放热对速凝也起到促进作用。

  4、其他作用机理
对于新型早期复合速凝剂,絮凝作用是速凝剂的重要作用机理。由于速凝剂离子带电与水化物带电电性相反,产生电性中和作用,电位降低,导致水化物粒子聚集絮凝产生沉降而加速凝结。对于掺有水溶性树脂等高分子有机物的速凝剂,由于水泥颗粒和水化物硅氧键中的氧离子会与高分子有机物中的氢原子之间形成氢键,从而产生吸附作用。大量分散的微细颗粒被吸附于高分子长链周围,起到增稠的作用,并形成大颗粒的聚集体,具有较大的沉降速度,加速了水泥浆体的凝结。

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