用硫酸铝配制混凝土速凝剂的研究现状.pdf

2 0 1 2 年 第 9 期 【总 第 2 7 5 期 ) N u mb e r 9 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 7 5 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及辅助物料 MATERI AI ，AND ADM 1N I CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 9 0 1 3 用硫酸铝配制混凝土速凝剂的研究现状 兰明章，阚常玉，杨进波 ( 北京工业大学 材料科学与工程学院 ，北 京 1 0 0 1 2 4 ) 摘要： 概述了国内外速凝剂的发展。 论述了硫酸铝的速凝机理及其性能。 从成分和制备过程两方面重点讨论了以硫酸铝为主要速凝 成分的速凝剂的研究 现状 ， 并 对未来速凝剂 的发展进行 了展望 。 关键词 ： 硫酸铝；速凝 剂；研究现状 ；机理 中图分类号： T U 5 2 8 0 4 2 1 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 O ( 2 0 1 2 ) O 9 0 0 3 9 0 4 Re s ea r c h s i t u at i on of c on c r e t e ac c e l er a t or us i ng al umi n i um s ulf a t e LAN M i n g- z h a n g， KAN Ch a n g - yu ， YAN G J i n b o ( C o l l e g e o f Ma t e r i a l S c i e n c e a n d E n g i n e e ri n g ， Be r i n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， B e ij i n g 1 0 0 1 2 4 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： Th e d e v e l o p me n t o f a c c e l e r a t o r s a t h o me a n d a br o a d wa s i n t r o d u c e d Th e a c c e l e r a t i n g me c h a n i s m a nd p e r f o r manc e o f a l u r n i n i u m s u l f a t e we r e d e s c r i b e d T h e r e s e a r c h s t a tus o f a c c e l e r a t o r u s i n g a l u mi ni u m s u l f a t e a s ma i n l y a c c e l e rat i n g c o mpo s i ti o n wa s e mp h a s i z e d f r o m c o m p o rt e n t an dp r e p a r a t i o np r o c e s s At l a s t ， t h ep r o mi s i n gd e v e l o p me n to f a c c e l e r a t i n g a d mi x t u r ewa s s u g g e s t e d Ke y w or ds ： a l mni n i u m s u l f a t e ； a c c e l e r a t o r ； r e s e a r c h s i tu a t i o n； me c ha n i s m 0 引言 速凝剂是一种能使水泥或混凝土快速凝结硬化的化学外 加剂， 也称促凝剂 。 它是喷射混凝土中必不可少的一种外加剂 组分。 最初研制的速凝剂中大多含有碱金属离子， 由于含碱量 较高， 速凝的同时产生了很多负面影响， 例如对人体腐蚀性强、 后期强度损失大等缺点。 人们试图通过在速凝剂中掺加其他组 分 ， 或者寻找其他物质来替代碱金属盐类以降低速凝剂的碱含 量 ， 其中硫酸铝就是一种可替代传统速凝剂中的碱金属盐类的 物质。 硫酸铝本身不含碱金属离子， 对水泥水化又有促进作用， 已成为国内外速凝剂组分研究中的热点。 本研究主要介绍了硫 酸铝的速凝机理及其性能， 并论述了以硫酸铝为主要速凝组分 的速凝剂的研究现状。 1 速凝 剂的发展 1 1 国外发展 国外对于速凝剂的研究开始于 2 0世纪 3 0年代。 最早的速 凝剂是由瑞士和奥地利的制造商共同研制的西卡速凝剂， 主要 成分为硅酸钠， 其对人体皮肤有腐蚀作用， 当掺量为 4 时 ， 水 泥净浆在 1 5mi n内初凝 ， 3 7 5 mi n内终凝。 1 、 3 、 2 8 d抗压强度 分别为 1 0 0 、 2 3 0 、 3 4 0 MP a t ” 。 2 0世纪 7 0年代左右 ， 国外又相 继出现了多种以碱金属的铝酸盐、 碳酸盐为主要成分的速凝剂 ， 又称为传统碱性速凝剂。 这些速凝剂含碱量较高， 速凝的同时 会使强度降低很大。 7 0年代末 ， 国外开始了无碱( 低碱) 速凝剂 的研究。 日本在传统速凝剂的基础上加入一些其他的无碱成分 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 0 3 - 2 5 基金项目：国家科技支撑计划项目( 2 0 1 1 B A B 0 2 B 0 4 ) 来降低碱性 。 美 国及欧洲采用钙盐和铝盐代替碱金属盐来降 低碱含量5 - 7 。 这些低碱速凝剂较传统速凝剂在性能上有所改善， 速凝的同时早期强度有所提高， 但是施工性能很差 ， 喷射时粉 尘多， 回弹大。 对于液体速凝剂的研究在此时兴起。 最初为高碱 性的速凝剂， 随着研究的深入， 液态速凝剂的碱含量逐渐较小， 无碱液态速凝剂产生。 2 0世纪 8 0年代中期对有机无机复合速 凝剂的研究开始出现。 日本使用含氧羧酸和无机物质复合嘲 ， 美 国则使用有机酸、 醇胺、 氨基酸的衍生物和无机物质复合 ， 欧 洲采用链烷醇胺、 羧酸等有机物与无机物质复合【 l 3 。 此后 ， 液体 速凝剂和复合速凝剂同时发展开来。 有机成分主要包括各种醇 胺、 酰胺、 有机醇 、 羧酸等， 无机成分主要以硫酸铝为主。 迄今为 止， 速凝剂的品种已达几百种。 在 日本、 欧洲等发达国家 ， 已经 几乎不存在碱性速凝剂。 1 2国内发 展 中国对于速凝剂的研究起步较晚， 开始于 2 O世纪 6 0 年代。 最早的速凝剂是由原中科院工程力学研究所建筑材料研究室 研制的红星一型粉状速凝剂 ， 主要成分为铝氧熟料、 生石灰和 纯碱。 该速凝剂含碱量高， 后期强度降低较大， 掺加该速凝剂 的混凝土 2 8 d强度为不掺者的 6 0 7 3 t 】 。 7 0年代中期， 液 态速凝剂出现 ， 如 K R型速凝剂。 8 O年代中期 ， 出现有机无机 复合的速凝剂， 如长沙矿山研究院于 1 9 8 5年研制而成的高强 减水速凝剂 ， 由矾泥、 工业铝酸钠和 F D N减水剂组成。 速凝剂 中的有机成分与国外的大致相同， 无机成分也是以硫酸铝为主。 目前， 我国的液体速凝剂的研究还处于初级阶段 ， 有待于进一 步的研 究 。 3 9 1 3 发展趋势 从国内外速凝剂的研究发展状况来看 I , 1 3 , 1 ， 速凝剂的发展 趋势有如下几个特点： ( 1 ) 高碱速凝剂碱性高 ， 腐蚀性强， 逐渐被低碱或无碱速凝 剂取代； ( 2 ) 单一的速凝剂向具有 良好性能的复合速凝剂发展， 通 过添加有机高分子材料如减水剂、 早强剂、 增黏剂和降尘剂等 可以减少喷射时的回弹率、 粉尘含量， 改善速凝剂的性能； ( 3 ) 新型速凝剂必须具备无毒、 无腐蚀 、 无刺激性 ， 对水泥 各龄期强度无较大负影响， 功能价格比优越等特征。 2 硫 酸铝速凝机 理及 性能分析 传统的速凝剂大多以碳酸盐、 铝酸盐和硅酸盐为主， 碱性 高 腐蚀性强， 对工人的眼睛和皮肤造成伤害； 强碱的存在 ， 很 易引发碱骨料反应， 使集料和浆体界面发生劣化， 吸水后产生 膨胀 ， 使混凝土的结构遭到破坏， 耐久性变差。 新型的速凝剂要 求碱含量很低或无碱。 国内外学者对此有过很多研究 ， 试图在速 凝剂中添加一些其他成分， 或者寻求其他物质来替代碱金属盐。 其 中， 由于 A1 ( s ( ) 4 ) ， 不含碱 ， 且对水泥水化有一定的促进作用， 是一种理想的碱金属盐的替代品， 已成为配制速凝剂的主要速 凝组分。 很多学者对用 A 1 ： ( S O ) ， 配制速凝剂做过许多研究， 也 研制出了一些性能较好的速凝剂品种。 2 1 机 理 分析 M ( s o ) ， 加入水泥浆体中会发生如下化学反应 16 - 17 1 ： A1 2 ( s O 4 ) 3 + 3 C a ( OH) 2 + 6 H2 0 - 2 Al ( 0 H) 3 + 3 C A S O 4 2 H 2 0 ( 1 ) C + 3 C a S O ,c 2 H2 0 + 2 6 H 2 ( ) 3 C a O A1 2 03 3 C A S O 4 3 2 H 2 0( 2 ) Al 2 ( S O 4 ) 3 + 6 C a ( O H) 2 十 2 6 H2 o_ 3 C a 0 A l 2 0 3 3 C A S O 4 3 2 1- 1 2 0 ( 3 ) 2 A I ( O H) 3 + 3 C a ( O H) 2 + 3 C A S O 4 + 2 6 H2 O 一 3 C a O A1 2 0 3 3 C a S O 4 - 3 2 H2 0 ( 4 ) s 0 ； - 一 与C a 2 反应生成次生石膏， 其比水泥中原有石膏的活性 大， 更易于与C A反应生成钙矾石， 即反应式( 1 ) 、 ( 2 ) 。 A1 ： ( s o ) 与 液相中C a ( O H) 可以直接反应生成钙矾石 ， 而不需要 c 的 参与， 即反应式( 3 ) ， 此种钙矾石形成于水泥浆体的原充水空 间 ， 不 同于 C 水化生成钙矾 石的位置 。 反应生成 的 A 1 ( O H) 一 般不能稳定存在， 也会与 C a ( OH) 。 反应生成钙矾石 ， 即反应 式( 4 ) 。 A1 还能够加速 C S - H凝胶体粒子的凝聚作用， 加速 C ， S的水化。 各反应消耗 C a ( O H) ： ， 促进了 C S的水化。 较多的 钙矾石交叉联结成网络， 形成水泥浆体的骨架， 同时水化硅酸 钙凝胶填充其间， 促进了水泥浆体的凝结。 另外， 有研究表明 I 8 】非离子形态的铝元素， 如 A1 ( O H) 和 A 1 2 0 ， 等添加到水泥中， 均不能在短时间内促使水泥水化， 促凝 作用很不明显 。 而离子形态的铝元素添加到水泥中， 能够在极 短的时间内加速水泥的水化 ， 使水泥迅速凝结， 如 A 1 和Al 0 j 。 且随着掺入量的增加水泥的凝结时间逐渐缩短。 在此， 硫酸铝 中的铝元素既是以离子的形式起速凝作用的。 2 2性能 分析 固态 Al ( s o ) ， 常带结晶水， 稳定性较好 ， 不易风化失去结 晶水 ， 极易溶于水， 但其溶解度小。 表 1 为 A1 ( S O , ) 随温度的 变化在水中的溶解度J清况。 由表可知 ， 随着温度的升高， 溶解度 逐渐增大。 在2 5时的溶解度为 3 8 5 g 。 表 1 A I 2 S O ) a 的溶解度删 液态 A 1 ( S O ) 的稳定性较差， 久置会析出絮状的沉淀， 主 要原因是由于 A P + 易水解形成AI ( OH) ， 。 因此， 溶液酸性越强， A I ： ( S O , ) ， 的稳定性越好。 3 含硫 酸铝速凝 剂的研 究现状 以Al 2 ( S O ) 为主要速凝成分的速凝剂代表的是新型低碱 或无碱速凝剂。 目前， 以硫酸铝为主要速凝成分的速凝剂的品种 很多， 不同的速凝剂在组成成分和制备过程上有很大不同。 3 1 组成 成分 3 i 1 单一硫酸铝为主要速凝组分 K a wa mu r a等采用 AI 2 ( s o , ) 3 作为无碱速凝剂 ， 把 2份 A I ： ( S O ) ， 加入到 9 5份水泥砂浆中就观察到速凝效果D o 。 由于 硫酸铝溶解度小， 其饱和溶液的固含量较小 ， 导致掺量较大； 由 于硫酸铝添加的同时引入三氧化硫， 而水泥中三氧化硫的含量 受国家标准的限制 ， 硫酸铝掺量不易过大， 因此不易于单独作 为速凝剂使用， 但适合于作为速凝剂的组分。 所以用硫酸铝配置 液态速凝剂时， 还要在其中添加一些有机或无机成分来进一步 提高速凝剂的性能。 尚红利等人【2 1 研制了一种无碱混凝土速凝剂， 配合比为硫 酸铝： 有机胺： 悬浮剂： 水 = 3 0 6 5 ： 2 8 ： l 5 ： 2 0 3 5 。 有机胺为有机 增黏组分， 可以提高喷射层厚度， 同时降低回弹损失。 该速凝剂 不含碱 ， 抗渗等级达到 8级， 但加入混凝土后会使 2 8 d强度下 降 1 0 。 40 中国建筑材料科学研究总院 研制了一种无碱无氯液态混凝 土速凝剂， 使用硫酸铝 3 4 - 4 1 、 无机酸 O 5 、 有机醇 2 1 0 、 醇胺 0 2 一 2 、 配位剂 0 2 2 和水 4 9 5 9 组成。 有机酸 的作用是促进硫酸铝的溶解， 同时调节 p H值。 配位剂的加入使 无机金属离子与有机溶剂形成稳定的配位体。 有机醇的加人进 一 步保证了物相的稳定。 此速凝剂稳定性较好， 但大部分还是会 引起后期强度的损失。 3 1 2 硫酸铝和铝酸钠为主要速凝组分 单用硫酸铝一种速凝组分较难配制出理想的速凝剂， 研究 较多的是采用硫酸铝和铝酸钠两种速凝组分为主的速凝剂。 研 究表明， 掺有硫酸铝和铝酸钠的速凝剂加入水泥浆体中会发 生下述反应 ： A 1 2 ( S O4 ) 3 + 3 C a ( O H) 2 + 2 H 2 0- - - 3 C a S O 4 2 H 2 0 + 2 AI ( OH) 3 ( 5 ) 2 Na A 1 0 2 + 3 C a ( O H) 2 + 4 H2 0 - + 3 C a O A1 2 O3 6 H 2 O + 2 Na O H ( 6 ) 3 C a O。 AI 2 0 3 6 H 2 0 3 C a S O ,： 2 I t 2 0 + 2 6 I 2 0- -+ 3 C a O A1 2 03 3 C a S O 4 3 2 H 2 O ( 7 ) 在水泥一 速凝剂一 水体系中， 由于 A h ( S O ) ， 等电解质的解离， 及水泥粉磨过程中所加石膏的溶解， 是水化初期溶液中的硫酸 根离子的浓度迅速增加， 与溶液中的组分发生反应， 迅速生成 微细针状的钙矾石及中间次生产物石膏， 这些产物交叉连生形 成网络结构而速凝。 当将该种速凝剂制成粉状速凝剂时， 需要考虑回弹和粉尘 的问题， 可以通过加入一些增黏剂等来减小粉尘浓度和回弹率。 但当制成液体速凝剂时， 首要考虑的就是体系稳定性的问题。 以硫酸铝为主要速凝成分的无碱速凝剂中起速凝作用的主要 是铝离子， 因此为提高速凝剂的速凝效果， 必须提高溶液中铝 离子的含量。 但硫酸铝的溶解度小， 液态溶液又不稳定 ， 要想获 得性能优异的速凝剂， 必须制备出高铝含量的稳定溶液。 硫酸铝 和铝酸钠在一定的条件下反应生成聚合硫酸铝 ， 会使铝离子的 含量增加， 但聚合硫酸铝的稳定性较差， 放置几小时就会大量 析晶， 目前主要有两种措施来提高聚合硫酸铝的稳定性 ： 一是 加入稳定剂， 稳定剂为醇胺类或酰胺类或醇类等； 二是加入p H调 节剂， 使溶液的p H值降到 4 - 5以下， 来抑制铝离子的水解 ， 使 存储期延长。 酸调节剂可以为氢氟酸、 硫酸 、 盐酸 、 磷酸等无机 酸和羟基羧酸等有机酸。 中铁隧道集团有限公 司 研制了一种低碱液态速凝剂 的成 分配合比为： 硫酸铝4 0 6 0 ， 铝酸钠 6 o ,- 1 2 ， 稳定剂 0 - 0 2 ， 其余部分为水。 该速凝剂铝离子含量高， 稳定性较好， 可存储 6 个 月以上， 且对水泥后期强度无损失， 对水泥品种适应性非常好。 山西潞安环保能源开发股份有限公司 采用硫酸铝、 铝酸钠 、 酸 调节剂和丙烯酰胺与甲基丙烯酸共聚物研制了一种低回弹高 强度的喷射混凝土液体速凝剂 ， 该速凝剂早期强度高， 后期强 度无 损失 ， 对不 同类型的水泥适应性好 。 用硫酸铝和铝酸钠为主要速凝组分配置的速凝剂 ， 性能参 差不齐。 但从根本上来说， 当掺加铝酸钠时不可避免的会引入钠 离子， 尽管有些研究者声称速凝剂无碱 ， 也只是用 p H调节剂把 速凝剂调成酸性而已， 并没有改变钠离子溶出的危害性。 因此， 这与速凝剂朝向无碱方向发展的趋势相悖， 铝酸钠或许终究会 被其他无碱物质所取代 。 3 1 3 硫酸铝和氢氧化铝为主要速凝组分 硫酸铝和氢氧化铝的搭配优于硫酸铝和铝酸钠的搭配。 一 是其不会引入碱金属离子， 硫酸铝和氢氧化铝的搭配可以最大 程度的引入铝离子， 同时减少其他离子的引入 ； 二是简化了反 应过程。 铝酸钠和硫酸铝要先反应生成氢氧化铝凝胶， 再和硫 酸铝反应生成聚合硫酸铝， 而硫酸铝和氢氧化铝直接生成聚合 硫酸铝 。 此种 速凝剂 也要考虑稳 定性 的问题 。 如果稳定性 的问 题能够得到较好的解决， 硫酸铝和氢氧化铝的搭配不失为一种 较好的速凝剂 。 3 1 4 硫酸铝与其他成分搭配 硫酸铝除了配合使用铝酸钠之外 ， 配合使用的无机物质还 有硫酸镁、 氯化钙 、 氟化钠、 硅酸盐和碳酸盐等， 但它们都不可 避免的存在这样或那样的缺点。 硫酸镁 能够提高水泥的早期强度 ， 改善外加剂对水泥 的适 应性 ， 但是掺量过多时会引入过多硫酸根离子， 增加生成二次 钙矾石的可能性， 降低混凝土的耐久性能。 氯化钙加入水泥浆体中能够与 GA反应生成水化氯铝酸 钙 ， 同时提高 C S和 C ， S的水化反应而提高早期强度， 但是氯 离子的引入会促进钢筋锈蚀。 因此， 氯化钙已经基本被淘汰。 氟化钠能够促进水化物结构的形成， 缩短水泥的终凝时间， 提高混凝土的抗剪切强度， 同时还可作为络合物的形成剂， 能够 与硫酸铝形成稳定的络合物体系， 增加铝离子在水溶液中的稳 定性， 但是缺点就是引入了碱金属离子。 硅酸盐能够促进水泥的水化 ， 其最初也是作为速凝剂的一 种主要组分， 代表的是水玻璃型的速凝剂。 但是由于其含碱高， 所以这种速凝剂逐渐被淘汰掉。 发展至今， 其在速凝剂中的作用 也发生了变化 ， 硅酸钠常用来对铝酸钠进行改性， 或者作为配 位剂使用。 经过硅酸盐改性的液体铝酸钠速凝剂对于水泥浆体 具有极好的促凝性能， 尤其能缩短水泥的初凝和终凝时间 。 同 时含有硅酸盐的铝酸盐溶液还会降低氢氧化铝的结晶速度， 抑 制铝酸盐的水解反应， 提高溶液的稳定性。 虽然经过硅酸钠改性 的铝酸盐速凝性能和稳定性都较好， 但仍旧没有摆脱掉碱金属 离子引入 的问题 。 碱金属碳酸盐的作用与硅酸盐的作用类似。 有个别的研究 者还掺加了碳酸钙作为速凝剂的成分。 石灰石粉可以为 C ， S的 水化提供晶核 ， 从而促进 C S的水化 ， 同时石灰石不参与钙矾 石的形成过程， 但是可以与 C 3 A反应生成碳铝酸盐， 阻止钙矾 石向 A F m的转变， 从而使固相的体积稳步增长的同时孔隙率 减小。 但由于碳酸钙表面比较光滑 ， 与水化硅酸钙之间的界面相 对薄弱， 会使后期强度降低 。 3 2制备过 程 速凝剂制备过程取决于速凝剂的成分和状态。 粉状速凝剂 由于喷射时粉尘多 ， 回弹大， 所以要在粉状速凝剂的成分中添 加增稠的组分。 液态速凝剂存在的主要问题就是稳定性不好 ， 因此制备时要考虑在增大铝离子浓度的同时增加其稳定性， 可 以通过成分变化和制备工艺两方面人手解决。 粉状速凝剂的制备过程相对简单， 一般粉磨到一定程度后 过筛， 再相互混合粉磨过筛即可。 若材料中含有结晶水， 一般还 要有烘干过程。 例如王衡研制的一种粉状速凝剂的制备过程既 是 如此 。 液态速凝剂的制备过程相对复杂 ， 成分不同， 制备工艺通 常会有所差异， 有简有繁。 简单过程为将速凝剂成分分别配制成 溶液 ， 然后混合即可。 复杂的过程包括制备时要求的特殊条件， 制备的步骤繁琐等。 尚红利等人t2 研制的一种无碱混凝土速凝剂的制备方法为 将硫酸铝磨碎过筛， 加入有机胺、 悬浮剂和水的混合溶液中， 在4 0 - 1 0 0下溶解的同时还需要用高速搅拌器强力搅拌 1 0 3 0 mi n ， 再用乳化机乳化 5 1 0 mi n才可。 中国建筑材料科学研究总院 研制的一种无碱无氯液态混 凝土速凝剂的制备过程为将铝盐加入水中部分溶解， 然后缓慢 加入无机酸至铝盐基本溶解 ， 再缓慢升温加热 ， 同时依次加入 配位剂 、 醇胺和有机醇得到混合溶液。 此速凝剂对时间和材料 的添加顺序都很严格。 无机酸的滴加时间太短容易使铝盐溶解 不完全， 时间太长会增加相应的成本。 反应温度过低， 反应不完 全， 过高则增加成本。 配位剂、 醇胺和有机醇的添加次序不能颠 倒 ， 否则容易破坏反应过程 。 中铁隧道集团有限公司f 研制的一种低碱液态速凝剂的制 备过程为 ： 先将硫酸铝和铝酸钠分别加水配制成溶液 ， 再将铝 酸钠溶液缓慢滴加到硫酸铝中， 中和生成氢氧化铝溶胶并保持 胶融状态， 再缓慢升温到 6 0 8 0后加入硫酸铝粉末， 保温搅 拌至清亮溶液， 此时 ， 溶液反应生成聚合硫酸铝， 加入稳定剂， 搅拌均匀即得。 而山西潞安环保能源开发股份有限公司研制的 一 种低 回弹高强度的喷射混凝土液体速凝剂是在生成氢氧化 铝沉淀后再加入酸调节剂至 p H为 2 3 ， 搅拌至氢氧化铝沉淀完 全溶解， 加入丙烯酰胺、 甲基丙烯酸共聚物， 搅拌均匀即可。 4 展望 速凝剂质量决定了喷射混凝土质量的好坏， 喷射混凝土的 41 发展水平受到速凝剂技术水平的制约。 理想的速凝剂应具有相 容性好、 稳定性好、 低回弹、 高强度、 无碱、 无氯、 液态等特点。 用 硫酸铝配制的速凝剂还存在一些问题。 例如： 铝离子的易水解 性使得用硫酸铝配制的液态速凝剂不可避免的存在稳定性的 问题 ； 由于硫酸铝不易单独配置成液态速凝剂， 必须找出硫酸 铝的理想搭配者 ； 某些繁琐的制备方法也需要进一步的改善。 因此， 用硫酸铝配制速凝剂还需要更进一步的研究。 参考文献： 【 1 郑嘉贤喷射 5 5 57 福建建筑， 2 0 0 7 ( 5 ) 2 Ni t t o c h e m i c a l i n d u s t r y C o L t d ， J a p a n C e m e n t s e t t i n g a c c e l e r a t o r P J P5 9 1 6 9 9 5 7 A2， 1 9 8 6 3 S A T O R U H， K AZ U HI S A I ， T A K A A K I N， e t a 1 S e t t i n g a c c e l e r a t o r f o r w e t s p r a y e d c o n c r e t e P J P 6 3 1 1 2 4 4 8 A 2 ， 1 9 8 8 4 O g a w a Y o j i ， S u g i y a m a A k i n o r i ， Y a ma mo t o Mo r i o ， e t a 1 R a p i d s e t t i n g g e n t f o r s p r a y i n g e o n e r e t e m i x t u r e P J P 6 1 l 1 7 1 6 1 6 A 2 ， 1 9 9 9 5 5 B u e r g e T h e o d o r ， B o d e n ma n n E u r g e n A l k a l i - f r e e a c c e l e r a t o r for a h y - d r anl i c b i n d e r P D E 3 1 4 1 9 2 4 A 1 ， 1 9 8 3 6 J u s t n e s Ha r a l d ， N y g a a r d E r i k C T e c h n i c a l c alc i u m n i t r a t e a s s e t a c c e l - e r a t o r f o r c e m e n t a t l o w t e mp e r a t u r e s J C e me n t a n d C o n c r e t e P r o d u c t s ， 1 9 9 5 ( 2 5 ) ： 1 7 6 6 1 7 7 4 7 C a l l e j a C a r r e t e J ， R e v I n g C a l e i u m c h l o r i d e a s a n a c c e l e r a t o r i n p r e f a b ri c a t i o n o f c o n e r e t e J C e me n t a n dC o n c r e t eP r o d u c t s ， 1 9 7 6 ( 1 9 ) ： 6 7 - 7 6 【 8 T e r a s h i m a I s a o ， 1 w a s a k i Ma s a h i r o ， I s h i d a T s u mo r u S e t a c c e l e r a t o r s ， t h e i r s l u r r i e s ， a n d me t h o d f o r i t s a p p l i c a t i o n P J P 2 0 O 3 O 8 1 6 6 6 8 A 2， 2 0 0 3 9 Ga r t n e r E l l i s M， C o g l i a n o J o s e p h A， A r f a e i A h ma d ， e t a 1 Hy d r a u l i c c e - me n t s e t a c c e l e r a t o r s b a s e d o n n i t r o a l c o h o l s P U S 5 5 3 8 2 5 ， 1 9 9 6 1 0 A r f a e i A h ma d， B e r k e N e al S ， J e k n a v o r i a n A r a A H y d r a u l i c c e me n t s e t - a c c e l e r a t i n g a d mi x t u r e s i n c o r p o r a t i n g g ly c o l s P u s 5 3 D 3 8 5 5 1 9 9 4 【 l 1 A ffa e i A h m a d ， B e r k e N e al S ， J e k n a v o r i a n A r a A H y d r a u l i c c e m e n t s e t - a c c e l e r a t i n g a d mi x t u r e s i n c o r p o r a t i n g a min o a c i d d e ri v a t i v e s 【 P U$ 5 3 4 0 3 8 5 5 1 9 94 上接第 3 4页 2结论 ( 1 ) 内外温差作用下 ， 在结构底部几层设缝对于结构的温 度应力和变形几乎没有影响， 在顶部几层设缝则能大幅度的降 低结构的温度应力和温度变形。 而顶部一层设缝与顶部几层设 缝以及底层到顶层贯通设缝效果相近。 1 2 T h o m a s H o f ma n n ， N i US 6 6 9 2 56 4 B2， 2 0 0 4 o f c o n c r e t e a c c e l e r a t o r P 【 l 3 】 程建坤无碱液态速龋 冶成髓 的 】 南京： 南言 理 工大学， 2 0 0 5 【 1 4 】 白云 水泥速凝剂的发展现状 J 建井技术， 1 9 9 2 ( 1 ) ： 1 0 1 2 【 1 5 】 杨仁树 ， 肖同社， 刘波， 等 喷射混凝土速凝剂的应用与发展【 J 】 中国 矿业， 2 0 0 5 ( 7 ) ： 7 9 8 1 【 1 6 席耀忠 速凝水泥浆体的速凝原因及机理探讨 J 1 中国水泥 ， 2 0 0 7 ( 1 ) ： 5 2 5 5 【 1 7 】 张冠伦， 张云理 混凝土外加剂原理及其应用技术 M 】 上海： 上海科 学技术文献出版社， 1 9 8 5 ： 1 2 9 1 3 1 1 8 】 江苏博特新材料有限公司， 江苏省建筑科学研究院有限公司 一种 无碱液体速凝 P C N 2 0 0 9 1 0 0 3 5 0 0 7 6 ， 2 0 1 0 1 9 】 张向宇等编著实用化学手册【 M C 京： 国防工业出版社， 1 9 8 6 ： 7 1 4 2 0 K U I MO T O KS e t t i n g a c c e l e r a t i o n o f c e me n t mo r t a r a n d c o n c r e t e w i t h a d d i t i o n o f a l u mi n u m s u l f a t e P J P 6 3 1 0 7 8 5 0 A 2 ， 1 9 8 8 2 1 1 尚红利 无碱速凝剂【P C N 2 0 0 5 1 0 1 0 7 2 1 6 9 ， 2 0 0 6 2 2 中国建筑材料科学研究总院 一种无碱无氯液态混凝土速凝剂及其 制备方法与应用 P C N 2 0 1 1 1 0 1 1 2 4 2 4 3 ， 2 0 1 1 2 3 1 向新， 丁庆军 水泥速凝剂及其机理研究综述 J 】 武汉工业大学学报， 1 9 9 9 ( 1 )： 2 8 3 0 2 4 中铁隧道集团有限公司 一种低碱液态速凝剂及其制备方法【 P J _ C N2 0 1 1 1 0 0 9 5 01 6 1 ， 2 01 1 2 5 山西潞安环保能源开发股份有限公司， 河南理工大学 刚氏 回弹高强 度喷射混凝土 I 速凝剂及其制 湖 C N 2 0 1 1 1 0 1 1 3 2 0 8 0 ， 2 0 1 1 【 2 6 】 江苏博特新材料有限公司， 江苏省建筑科学研究院有限公司 一种 改性铝酸盐低碱液体速凝剂 P C N 2 0 0 9 1 0 1 8 3 4 2 8 3 ， 2 0 1 0 2 7 】 文俊强， 张文生， 张建波， 等掺石灰石粉水泥的水化过程及微观结 构 J 水泥 ， 2 0 1 0 ( 8 ) ： 1 3 1 5 作者简介 联 系地址 ： 联 系电话 兰明章( 1 9 6 4 一 ) ， 男， 教授级高工， 研究方向 ： 水泥、 混凝士 及外加剂的研究。 北京市朝阳区平乐园 1 0 0 号 北京工业大学材料学院建材 实验室( 1 0 0 1 2 4 ) 1 39 1 0 7 61 0 2 2 ( 2 ) 仅在结构顶层设缝对结构的温度应力和温度变形影响 显著， 与底层到顶层贯通设缝效果相近， 且随着顶层设缝数的 增加， 其影响幅度越来越大。 当结构长度较大时， 增加顶层设缝 数 ， 能有效的减小结构内力和变形。 ( 3 ) 根据采用不同设缝形式时混凝土结构的温度应力分析， 提出不同结构长度的设缝形式建议， 见表 4 。 表 4 内外温差下混凝土结构顶部设缝建议 参考文献 ： 1 王铁梦 工程结构裂缝控制 M E 京： 中国建筑工业出版社 ， 1 9 9 7 【 2 康庆 钢筋混凝土超长框架结构裂缝机理及控制技术【 D 南京： 河海 大学 ， 2 0 0 4 3 王润富， 陈国荣 温度场和温度应力 M 北京 ： 科学出版社， 2 0 0 5 4 】韩重庆， 孟少平大面积混凝土梁板结构温度应力问题的探讨 J 】 建 筑技术 ， 2 0 0 0 ( 6 ) 5 谢靖中， 朱金国， 谢查俊超长结构温度缝的局部分缝方法【 J J 建筑结 42 构， 2 0 0 2 ( 4 ) 作者简介 联系地址 联系电话 邵莹( 1 9 8 2 一 ) ， 男， 硕士， 工程师， 研究方向为地铁设计、 结 构工程。 陕西省西安市雁塔区西影路 2 号 中铁第一勘察设计院集 团有限公司城建院( 7 1 0 0 4 3 ) 1 3 8 1 1 4 3 6 0 4 8