當(dāng)前噴射混凝土廣泛應(yīng)用于隧道、橋梁、水利水電、坡壩及地下工程等諸多領(lǐng)域,噴射混凝土一方面節(jié)約鋼材和木材,可降低施工成本,另一方面使得施工簡(jiǎn)單,有利于一次成型和加快掘進(jìn)速度,具有比傳統(tǒng)筑模成型的方式更廣泛的發(fā)展前景,而將預(yù)先拌制好的水泥、砂石、水以噴射的手段將其牢牢固定在垂直角度的拱頂或豎直面上甚至可以噴射數(shù)層而不掉落,這離不開一個(gè)秘密武器——噴射混凝土用速凝劑。
中建材中巖科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱中巖科技)成立于1992年,是中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司控股公司,經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展,中巖科技已形成混凝土外加劑、助磨劑、特種工程材料三大業(yè)務(wù)板塊,在噴射混凝土用速凝劑生產(chǎn)、研發(fā)及應(yīng)用技術(shù)上具有豐富的經(jīng)驗(yàn),2019年,將無(wú)堿液體速凝劑生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化、智能化升級(jí),年產(chǎn)量達(dá)10萬(wàn)噸,產(chǎn)品發(fā)往山東、廣東、廣西、北京等地,應(yīng)用量逐年上升。
噴射混凝土自1907年美國(guó)動(dòng)物標(biāo)本學(xué)家卡爾·阿克利發(fā)明了“水泥槍”之后,大量應(yīng)用于隧道、地下工程和煤礦等建筑工程,經(jīng)歷了干噴工藝和濕噴工藝的迭代更新,預(yù)計(jì)到2025年,濕噴混凝土市場(chǎng)將達(dá)到77億美元以上,且會(huì)呈現(xiàn)健康穩(wěn)定增長(zhǎng),是全球噴射混凝土增長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿ΑP聲r(shí)代也產(chǎn)生了既有結(jié)構(gòu)維護(hù)加固、新建結(jié)構(gòu)復(fù)雜形狀等新需求,噴射混凝土向著高性能方向發(fā)展,用濕噴混凝土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的現(xiàn)澆成型混凝土建造鋼筋混凝土墻已在美國(guó)西海岸成功應(yīng)用了很久。
干噴法是將拌合好的膠凝材料、骨料和粉狀速凝劑通過(guò)噴嘴噴出,噴射過(guò)程中與水混合噴射到受噴面,濕噴法即為將拌合好具有一定工作性的預(yù)拌混凝土通過(guò)噴嘴噴出,在噴嘴處加入液體速凝劑,與液體速凝劑混合后噴射到受噴面的方法,因此,為順應(yīng)噴射混凝土的發(fā)展,速凝劑出現(xiàn)了粉劑到液體的更新,粉體速凝劑存在明顯的缺點(diǎn),比如使用過(guò)程中混合不均勻、粉塵大、易受潮等,而液體速凝劑則更容易均勻的分散于混凝土拌合物中,避免混凝土質(zhì)量的波動(dòng)。
速凝劑的分類眾多,按堿含量劃分可分為堿性速凝劑和無(wú)堿速凝劑。一般的,速凝劑摻量占膠材的3%—9%,最早的有堿速凝劑堿含量可高達(dá)25%,再加上速凝劑的高摻量,最終給膠凝材料帶入的高堿含量,易引起混凝土后期強(qiáng)度損失,使混凝土發(fā)生堿集料反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)提高導(dǎo)致混凝土膨脹破壞,給噴射混凝土的永久支護(hù)帶來(lái)難度,且含堿速凝劑具有極強(qiáng)的腐蝕性,由此,低堿和無(wú)堿速凝劑成為發(fā)展新趨勢(shì)。無(wú)堿液體速凝劑也經(jīng)歷了從起步到逐漸成熟的過(guò)程,研究稱離子狀態(tài)的鋁可以顯著縮短水泥凝結(jié)時(shí)間,硫酸鋁、無(wú)定形鋁、氟鋁化合物等被引入,但這又給無(wú)堿液體速凝劑帶來(lái)了新的問(wèn)題,統(tǒng)計(jì)近幾年的研究結(jié)果可知,無(wú)堿液體速凝劑普遍存在的問(wèn)題包括:穩(wěn)定性差、摻量高、大量使用有毒原材料、早期強(qiáng)度低等,極端環(huán)境下噴射混凝土?xí)椔时容^高,且大量工程存在早期強(qiáng)度低力學(xué)性能差的現(xiàn)象,研究者也作了相當(dāng)多的研究,為了提高離子狀態(tài)鋁的溶解性、更顯著的降低噴射混凝土的回彈率,摻入價(jià)格昂貴的原材料,高成本一度成為制約無(wú)堿液體速凝劑市場(chǎng)占有率的重要文章轉(zhuǎn)自;中國(guó)混凝土網(wǎng)
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