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新型无碱无氯液体速凝剂的制备及其性能研究

作　者: 马井雨
导　师: 周宗辉
学　校: 济南大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 无碱无氯液体速凝剂性能研究
分类号: TU528.042
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

喷射混凝土技术是解决边坡修护、围岩支护、巷道修复加固、堵漏、道路快速抢修加固等问题的很好的方法，喷射混凝土施工的一个重要环节就是速凝剂的使用。粉状速凝剂的使用已比较普遍，但是使用粉状速凝剂存在碱性大、粉尘大、回弹量大等问题，浪费材料而且影响喷射混凝土的施工质量。液体速凝剂可降低施工中的粉尘浓度、减少回弹量等。目前使用的液体速凝剂多数含有碱、氯成份，影响混凝土的耐久性等性能。为了进一步改善速凝剂的性能，速凝剂液态化、低碱无碱化势在必行。本文设计并合成了一种新型无碱无氯液体速凝剂，对制备的新型无碱无氯液体速凝剂进行了凝结时间、抗压强度等宏观性能的检测，利用XRD、SEM等现代测试手段进行了微观检测，并进行了机理分析。主要研究结果、结论如下：一、新型无碱无氯液体速凝剂的合成：（1）利用化学试剂合成速凝剂。将各种组分、原料按照合成工艺逐步添加，得到稳定的产品。所得产品性能稳定，可以满足JC477-2005标准的要求，由于化学试剂成本太高，所以利用工业原料进行合成并进行主要研究；（2）利用工业原料合成速凝剂。将各种组分、原料按照合成工艺逐步添加，得到产品。制备的新型无碱无氯液体速凝剂（主要成分为铝盐）为无色透明液体，无碱、无氯、无毒、无味、无刺激，呈酸性，密度为1.2~1.4g/cm3（和产品浓度有关），该产品可长期保存（6个月），状态稳定，久置不分层；二、工业原料合成速凝剂的性能研究。速凝剂掺量为4%~6%时，试样凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比等各指标均满足JC477-2005标准的要求；速凝剂掺量为4%时，28d抗压强度比为100.2%，28d抗压强度略有增强；速凝剂掺量为4.5%时，28d抗压强度比达到99.7%；速凝剂掺量为5%和5.5%时，28d抗压强度分别损失5.8%和7.1%；综合速凝剂使用效果、经济等因素考虑，确定最佳掺量为4%~5%；三、合成速凝剂与不同矿物掺合料的适应性：（1）当矿粉掺量为20%~50%时，凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比均满足JC477-2005标准要求；当矿粉掺量为20%~40%时，未掺速凝剂试样1d强度大于掺速凝剂试样；掺量为50%、60%时，掺速凝剂试样1d强度大于未掺速凝剂试样；当矿粉掺量为30%时，28d强度比最大，确定矿粉掺量为30%时，与速凝剂的适应性最佳；（2）当粉煤灰掺量为20%~40%时，随着粉煤灰掺量的增加凝结时间逐渐变长，但试样的凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比均满足JC477-2005标准要求；粉煤灰掺量为20%~40%时，与速凝剂适应性均较好；四、合成速凝剂与不同品种水泥的适应性。当速凝剂掺量为4.5%、5%时，P·O42.5、P·C32.5水泥的凝结时间、1d抗压强度及28d抗压强度比均满足JC477-2005标准的要求；随着速凝剂掺量的增加，凝结时间逐渐变短；掺入速凝剂后1d强度有增强的趋势，28d强度比均大于100%；本速凝剂与P·O42.5、P·C32.5水泥有较好的适应性；掺入本速凝剂后，硫铝酸盐水泥的凝结时间不能满足JC477-2005标准的要求，所以本速凝剂与硫铝酸盐水泥适应性不好；五、合成速凝剂与不同减水剂的适应性。木钙减水剂与新型无碱无氯液体速凝剂适应性较差，萘系和聚羧酸减水剂与速凝剂适应性良好。

全文目录

摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章绪论  12-20
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 速凝剂的分类  14-15
    1.2.1 粉状速凝剂  15
    1.2.2 液体速凝剂  15
  1.3 速凝剂国内外研究现状  15-18
    1.3.1 国外现状  15-16
    1.3.2 国内现状  16-18
  1.4 我国喷射混凝土技术发展及速凝剂存在的问题  18-19
  1.5 研究目的及意义  19-20
第二章试验方案与方法  20-26
  2.1 实验思路  20-21
  2.2 测试方法  21-23
    2.2.1 凝结时间  21
    2.2.2 强度  21-22
    2.2.3 微观分析  22-23
  2.3 原料及设备  23-26
    2.3.1 原料  23-24
    2.3.2 实验设备  24-26
第三章新型无碱无氯液体速凝剂的合成  26-42
  3.1 合成方法  26-29
    3.1.1 合成新速凝剂几种主要组分实验  26-28
    3.1.2 新型无碱无氯液体速凝剂的制备  28-29
  3.2 利用化学试剂合成新型无碱无氯液体速凝剂  29-31
    3.2.1 实验方法  29
    3.2.2 凝结时间  29-30
    3.2.3 抗压强度  30-31
  3.3 利用工业原料合成新型无碱无氯液体速凝剂  31-40
    3.3.1 实验方法  31
    3.3.2 凝结时间  31-33
    3.3.3 抗压强度  33-34
    3.3.4 微观分析  34-39
    3.3.5 合成速凝剂与其他速凝剂的比较  39-40
  3.4 小结  40-42
第四章新型无碱无氯液体速凝剂与不同矿物掺合料的适应性  42-58
  4.1 速凝剂与矿粉的适应性  42-50
    4.1.1 凝结时间  42-43
    4.1.2 抗压强度  43-44
    4.1.3 微观分析  44-50
  4.2 速凝剂与粉煤灰的适应性  50-57
    4.2.1 凝结时间  50-51
    4.2.2 抗压强度  51-52
    4.2.3 微观分析  52-57
  4.3 小结  57-58
第五章新型无碱无氯液体速凝剂与不同品种水泥及减水剂的适应性  58-78
  5.1 速凝剂与普通硅酸盐水泥的适应性  58-64
    5.1.1 凝结时间  58-59
    5.1.2 抗压强度  59-60
    5.1.3 微观分析  60-64
  5.2 速凝剂与复合硅酸盐水泥的适应性  64-71
    5.2.1 凝结时间  64-65
    5.2.2 抗压强度  65-67
    5.2.3 微观分析  67-71
  5.3 速凝剂与硫铝酸盐水泥的适应性  71-74
    5.3.1 凝结时间及抗压强度结果及分析  71-73
    5.3.2 微观分析  73-74
  5.4 速凝剂与不同减水剂的适应性  74-75
  5.5 小结  75-78
第六章结论与展望  78-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
附录  85

新型无碱无氯液体速凝剂的制备及其性能研究

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