基本介紹
- 中文名：調凝水泥
- 外文名：regulated set cement
- 類型：超速早強水泥
- 燒制溫度：1275~1400℃
- 過程：水泥生料中摻人1%~2%的氟化物
- 套用：用於搶修、堵漏等應急工程
調凝水泥的生產,水泥特性試驗,噴射混凝土,調凝水泥的水化,
調凝水泥的生產
調凝水泥是Greening等人發明的改性波特蘭水泥。這種特種水泥含有相當數量的三元化合物11CaO.7Al2O3.CaX，式中X是鹵素，即氟、氣、 溴或碘。這種水泥很適用於要求快凝和早強的地方，如預製某些構件、飛機跑道的修補等。
調凝水泥通常由波特蘭水泥加入5~30%的鹵素鋁酸鹽化合物而成。調凝水泥早期強度高是鈣礬石迅速形成之故。從成本、毒性、潛在的風化和腐蝕等觀點來看，最好的鹵素鋁酸鈣是11CaO.7Al2O3.CaF2。調凝水泥可將磨細的11CaO.7Al2O3.CaF2與波特蘭水泥混合而得，也可用螢石作原料直接生產含氟鋁酸鹽化合物的矽酸鹽水泥熟料。調凝水泥含SO2比波特蘭水泥的多，因為氟鋁酸鹽要求外加SO2以便生成鈣礬石。
水泥特性試驗
為評價噴射混凝士的特性，擬定了試驗計畫。先把含不同摻量速凝劑的混凝士噴在豎直的和水平的板模中。然後從板件中切割出試樣，進行試驗，以測定其力學性質。實驗中所使用的是市場已出現的有代表性的Challenge-Cook濕噴機和Eimco乾噴機。實驗鑑定了兩種速凝劑和一種調凝水泥。為了測定噴射混凝土的厚度和層次對強度的影響， 研究了5厘米和15厘米兩種噴射混凝土厚度。
通過試驗得到了以下特性：抗壓、抗彎和抗剪強度；割線、切線模數；泊松比；氣體滲透性；噴射混凝土對煤、頁岩和砂岩的抗剪粘結強度和抗拉粘結強度。除抗彎實驗僅用兩個15厘米厚的試件外，其它各類實驗均用三個試件。還分析了以下數據：性質變化數據;噴射混凝士混合物與各養護期之間的關係數據。也評定了每個數據的標準誤差和偏差係數，因為每塊噴射混凝土試驗板所用材料的大小有些差別。進行分析時， 每項數據最少要採用三個試件的平均值。 最後用統計法分析所得到的數據，以便揭示噴射混凝土和一般混凝土之間的差別及使用附加劑的特性。
噴射混凝土
用壓風把水泥漿噴射到建築物表面的概念已形成70多年了，但只是在最近的10~15年，噴射混凝土在隧道掘進中套用才令人重視。噴射混凝土大部分的進展都出自歐洲，但在美國也開始受到相當的重視。可以預料，其後的主要進展可能就出現於美國。從本質上說，噴射混凝土就是用壓風噴出混凝土，但就這因素也會導致材料設計的複雜性。因為噴射混凝士不用模板，所以混凝士組份的粘結作用必須良好。一般說來，噴射混凝土一次只能噴射5.1~7.6厘米厚。此外，噴射混凝士的凝結時間必須較短，否則，將不能對岩石表面提供快速支護。因此，施工中需用速凝劑或快凝水泥。另外，因為有回彈，所以噴到現場的材料量總是少於混合物料的量。這不僅損失了20~30%的材料，而且也使噴.上去的混凝土改變了配比。
正象混凝士的施工方法會影響其成份一樣，所用的材料也含有要求改革工藝的意思。 例如，使用快凝水泥或速凝劑就要求水或速凝劑與集料和水泥的混合必須在噴嘴附近進行。在掘進機掘進的隧道中使用噴射混凝士也含有一定程度的自動化的意思。
調凝水泥的水化
水灰比為0.4的典型調凝水泥漿體3小時水化熱為163J/g，7天水化熱增加到368J/g。在開頭幾分鐘，游離石灰溶解，硬石膏和半水石膏水化，水化鋁酸鈣和單硫鋁酸鹽開始形成。鈣礬石在1小時內形成，單硫鋁酸鹽在2~6小時形成，而C-S-H凝膠則在1~16小時形成。C3S 約在10小時水化熱最大。非蒸發水的測定表明，化合水量是理論化學結合水總量的60~80%。從1h~7d，漿體中鈣礬石量估計約為18~25%。單硫鋁酸鹽的含量1小時約為10%，一天約增加到15~25%。調凝水泥漿體中阿利特一天約水化65~70%， 7天約水化80~95%。據認為，氟化物束縛在Al(OH)2F中，可能形成氟化物置換的鈣礬石和分子式為CsA.CaX2.nH2O的鹵素鋁酸鹽水化產物。
