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扶“烂泥”上墙的秘密武器
云氟2021-11-25 75

当前喷射混凝土广泛应用于隧道、桥梁、水利水电、堵漏、喷锚支护等诸多领域的施工。

喷射混凝土一方面节约了钢材、木材,降低了施工成本,另一方面一次成型使施工简单,利于施工速度加快,具有比传统筑模成型更广泛的发展前景。将混凝土一喷射的手段牢牢固定在施工面,比如隧道拱顶或直面,并不使其掉落,这离不开一个秘密武器——混凝土速凝剂。



喷射混凝土自1907年由美国动物标本学家卡尔·伯克利发明了“水泥枪”之后,便大量的应用于隧道、地下工程和煤矿等建筑工程。100年来,喷射工艺经历了干喷至湿喷的迭代更新,预计到2025年,湿喷混凝土市场将达到77亿美金以上,且会呈现健康稳定增长,是全球喷射混凝土增长的重要动力。

干喷法是将拌合好的胶凝材料、骨料和粉状速凝剂通过喷嘴喷出。湿喷法是将混凝土通过喷嘴喷出,在喷嘴处加入液体速凝剂,混合后喷射到受喷面的方法。粉体速凝剂使用中存在明显的缺点,比如使用过程中混合不均匀、粉尘大、易受潮等,而液体速凝剂则更容易均匀的分散于混凝土拌合物中,避免混凝土质量的波动。

速凝剂的分类众多,按碱含量划分可分为碱性速凝剂和无碱速凝剂。一般的速凝剂掺量占胶材3%—9%。最早的有碱速凝剂碱含量可高达25%,高掺量易引起混凝土发生碱集料反应的风险,导致混凝土膨胀破坏给混凝土的永久支护带来难度。且含碱速凝剂具有极强的腐蚀性,由此,低碱和无碱速凝剂成为发展新趋势。研究标明离子状态的铝可以显著缩短水泥凝结时间,硫酸铝、无定形铝、氟铝化合物等便被引入至速凝剂的组分中。但这又给无碱液体速凝剂带来了新的问题,统计近几年的研究结果可知,无碱液体速凝剂普遍存在的问题包括:稳定性差、掺量高、大量使用有毒原材料、早期强度低等,极端环境下喷射混凝土回弹率比较高,且大量工程存在早期强度低力学性能差的现象,研究者也作了相当多的研究。为了提高离子状态铝的溶解性、更显著的降低喷射混凝土的回弹率,掺入了价格昂贵的原材料,高成本一度成为制约无碱液体速凝剂市场占有率的重要因素。


新葡亰496net成立于1999年,经过20余年的发展,已形成混凝土速凝剂、氟原料、技术供应三大业务板块,在喷射混凝土用速凝剂生产、研发及应用技术上具有丰富的经验。2019年,将无碱液体速凝剂生产线进行自动化、智能化升级,年产量达60万吨,分厂布局逐年拓展,现有云南昆明、四川自贡、内蒙古赤峰、湖北宜昌、山西运城、湖南冷水江、湖北宜昌、福建泉州、广西南宁,产品发往全国各地,应用量逐年上升。云氟无碱液体速凝剂从无到有,拥有自主研发常识产权,与上海同济大学孙振平教授深度合作,完成了几万次大小试配比的优化实验,逐步攻克了分层、凝结时间慢、强度低等问题,验证了润丰、昆钢、西南、浩龙、三环、玉珠、石林、海螺、华兴、华润、红塔、红河、盾牌、红狮等大小集团的近20种水泥,筛选出适用于不同种类水泥的配比,采用硫酸铝为主要促凝组分,结合预分散增强组分、悬浮组分、络合组分等制备了无碱系列产品。针对不同地区水泥,科学调整速凝剂配比,拥有掺量低(6%—8%),凝结时间快,强度高等特点使用足迹遍布全国众多工程。


每个产品的迭代升级都会遇到技术瓶颈,无碱液体速凝剂应用初期的优势逐渐凸显,同时也带来了更多的问题。由于影响混凝土凝结时间的因素众多,比如水泥种类、混凝土用外加剂、混凝土拌合状态、喷射混凝土施工环境、喷射手操作方法等,导致喷射混凝土在应用过程中会出现回弹量高、整块掉落等问题。为了满足喷射混凝土施工要求,速凝剂需要具有更快的凝结时间,更高的早期强度,优异的后期强度。

喷射混凝土的速凝剂机理离不开水泥水化,水泥水化过程可简单分为硅相和铝相反应,硅相反应早期水化主要是C3S的水化,分为诱导前期、诱导期、加速期、减速期和稳定期。铝相反应早期水化主要为C3A的水化,C3A先水化生成 C4AH13,随后与石膏反应不断生成 AFt,生成的AFt随后覆盖在C3A阻止 C3A化,周而复始,直至石膏消耗完。烧制水泥熟料及混合材种类千差万别导致水泥种类不同,无碱液体速凝剂与水泥水化产物的无缝配合才能发挥速凝剂的最大优势。

云氟无碱液体速凝剂在大多数隧道工程应用中,以多变应万变的策略,针对不断变换的水泥种类、应用环境。从速凝剂掺量及种类、水泥及骨料配合比、喷射风压和喷射距离的变化、一次喷射厚度的确定等方面为每个工程量身定制产品和技术服务,充分满足每个项目对产品的需求,降低喷射混凝土项目综合成本,并为用户提供强有力的售后服务。

展望无碱液体速凝剂的发展前景,对标国际速凝剂产品,国内无碱液体速凝剂向着低掺量、无碱、无氯、高适应性、高稳定性、环保性和经济性的方向发展。目前市售无碱液体速凝剂产品技术路线纷杂、产品质量参差不齐。云氟作为同济大学与云南云天化研究中心的产学研落地机构,在无碱、高适应性方面已有颇多理论成果及新产品。在优质产品开拓创新、工程建设持续服务等方面,云南氟业将持续投入经费,开发适应性、经济性、环保性更好的速凝剂产品,为喷射混凝土能牢固上墙保驾护航!


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