純水泥漿加什麼速凝劑

1. 水泥裡面添加什麼東西能達到快速凝固的效果

早強劑、速凝劑等外加劑。

早強劑：提高混凝土早期強度，並對後期強度無顯著影響的外加劑。

早強劑的主要作用在於加速水泥水化速度，促進混凝土早期強度的發展；既具有早強功能，又具有一定減水增強功能。混凝土早強劑是外加劑發展歷史中最早使用的外加劑品種之一。

到目前為止，人們已先後開發除氯鹽和硫酸鹽以外的多種早強型外加劑，如亞硝酸鹽，鉻酸鹽等，以及有機物早強劑，如三乙醇胺、甲酸鈣、尿素等。

適用范圍

1、本產品不含氯離子，對鋼筋無銹蝕作用，適用於一切民用、工業建築及預應力鋼筋砼構件，砂漿等。

2、早強劑最適宜初冬和早春季節在低溫條件下施工。

3、本劑用於硅酸鹽類水泥，對礦渣水泥的增強和改性作用尤為顯著。

2. 在混凝土當中要摻入什麼外加劑能使砼強度增加

您好
混凝土的外加劑是指在混凝土拌和過程中摻入的能顯著改善砼的性能的物質。其摻量一般不大於水泥質量的5%。由於外加劑對混凝土性能的改善，它在工程中應用的比例越來越大，不少國家使用摻外加劑的混凝土已佔混凝土總量的60%～90%,因此，外加劑逐漸成為混凝土占的第五種成分。
一、外加劑分類
混凝土外加劑種類繁多，根據《混凝土外加劑的分類、命名與定義》規定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類：
1.改善工作性的外加劑：減水性、泵送劑、引氣劑
2.調節凝結硬化時間的外加劑：緩凝劑、早強劑、速凝劑
3.改善耐久性的外加劑：阻銹劑、防水劑、引氣劑
4.改善其它性能的外加劑：加氣劑、著色劑、膨脹劑、防凍劑
二、減水劑
減水劑是指在砼坍落度基本相同條件下，加入能顯著減少拌和用水量的外加劑。
(一) 減水劑的作用機理
減水劑為表面活性物質，其分子由親水基團和憎水基團兩個部分組成。水泥加水拌和，水泥漿成絮凝結構，包裹一部分拌和水，降低了流動性。減水劑的作用機理表現在以下三個方面：
（1）其疏水基團定向吸附於水泥顆粒表面，親水基團指向水溶液，使水泥顆粒表面帶有相同電荷，斥力作用使水泥顆粒分開，放出絮凝結構游離水，增加流動性；
（2）親水基吸附大量極性水分子，增加水泥顆粒表面溶劑化水膜厚度，起潤滑作用，改善工作性；
（3）減水劑降低表面張力，水泥顆粒更易濕潤，使水化比較充分，從而提高混凝土的強度。

圖水泥漿的絮凝結構和減水劑作用示意圖
(二) 減水劑的技術經濟效果
1.增大流動性。在用水量及水灰比不變時，混凝土坍落度可增大100～200mm，且不影響混凝土的強度。
2.提高混凝土的強度。在保持流動性及水泥用量不變的條件下，可減少拌和用水量10％～15％，從而降低水灰比，使混凝土強度提高15％～20％。
3.節約水泥。在保持流動性及水灰比不變的條件下，可以在減少拌和水量的同時，相應減少水泥用量。
4.改善混凝土的耐久性。
(三)減水劑的種類
按化學成分主要有木質素系、萘系、水溶性樹脂類、糖蜜類和復合型減水劑等。
1.木質素系減水劑
包括木質素磺酸鈣（木鈣）、木質素磺酸鈉（木鈉）、木質素磺酸鎂（木鎂）等。其中木鈣減水劑應用較多。
木鈣減水劑是以生產紙漿或纖維漿剩餘下來的亞硫酸漿廢液為原料，採用石灰乳中和，經生物發酵除糖、蒸發濃縮、噴霧乾燥而製得的棕黃色粉末。
木鈣減水劑的適宜摻量，一般為水泥質量的0.2％～0.3％。其減水率為10％～15％，混凝土28d抗壓強度提高10％～20％；若不減水，混凝土坍落度可增大80～100mm；若保持混凝土的抗壓強度和坍落度不變，可節約水泥用量10％左右。木鈣減水劑對混凝土有緩凝作用，摻量過多或在低溫下，其緩凝作用更為顯著，而且還可能使混凝土強度降低，使用時應注意。
木鈣減水劑可用於一般混凝土工程，尤其適用於大體積澆築、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木鈣減水劑不宜單獨用於冬季施工，在日最低氣溫低於5℃，應與早強劑或防凍劑復合使用。木鈣減水劑也不宜單獨用於蒸養混凝土及預應力混凝土，以免蒸養後混凝土表面出現疏鬆現象。
2.萘磺酸鹽系減水
萘系減水劑，是用萘或萘的同系物經磺化與甲醇縮回而成。目前，我國生產的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型等減水劑，其中大部分品牌為非引氣型減水劑。
萘系減水劑的適宜摻量為水泥質量的0.5％～1.0％，減水率為10％～25％，混凝土28d強度提高20％以上。萘系減水劑的減水增強效果好，對不同品種水泥的適應性較強。適用於配製早強、高強、流態、蒸養混凝土。
3.水溶性樹脂減水劑
這類減水劑時以一些水溶性樹脂為主要原料製成的減水劑，如三聚氰胺樹脂、古瑪隆樹脂等。該類減水劑增強效果顯著，為高效減水劑，我國產品有SM樹脂減水劑等。
SM減水劑摻量為水泥質量的0.5％～2.0％，其減水率為15％～27％，混凝土3d強度提高30％～100％，28d強度可提高20％～30％。SM減水劑適於配製高強混凝土、早強混凝土、流態混凝土及蒸養混凝土等。
三、早強劑
早強劑是加速混凝土早期強度發展，並對後期強度無顯著影響的外加劑。早強劑可以在常溫、低溫荷負溫（不低於—5℃）條件下加速混凝土的硬化過程，多用於冬季施工和搶修工程。早強劑主要有無機鹽類（氯鹽類、磷酸鹽類）和有機胺及有機－無機的復合物三大類。
1.氯鹽類早強劑
氯鹽類早強劑主要有氯化鈣、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等，其中以氯化鈣應用最廣。氯化鈣為白色粉末狀物，其適宜摻量為水泥質量的0.5％～1.0％，能使混凝土3d強度提高50％～10％，7d強度提高20％～40％，同時能降低混凝土中水的冰點，防止混凝土早期受凍。
採用氯化鈣作早強劑，最大的缺點使含有Cl-離子，會使鋼筋銹蝕，並導致混凝土開裂。為了抑制氯化鈣對鋼筋的銹蝕作用，常將氯化鈣與阻銹劑亞硝酸鈉（NaNO2)復合作用。
2.硫酸鹽類早強劑
硫酸鹽類早強劑，主要有硫酸鈉、硫代硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸鋁鉀等，其中硫酸鈉應用較多。硫酸鈉為白色粉狀物，一般摻量為0.5％～2.0％，當摻量為1％～1.5％時，達到混凝土設計強度70％的時間可縮短一半左右。
硫酸鈉對鋼筋無銹蝕作用，適用於不允許摻用氯鹽的混凝土。但由於它與氫氧化鈣作用生成強鹼NaOH,為防止鹼骨料反應，硫酸鈉嚴禁用於含有活性骨料的混凝土，同時應注意不能超量摻加，以免導致混凝土產生後期膨脹開裂破壞，並防止混凝土表面產生「白霜」。
3.有機胺類早強劑
有機胺類早強劑主要有三乙醇胺、三異丙醇胺等，其中早強效果以三乙醇胺為佳。
三乙醇胺為無色或淡黃色油狀液體，呈鹼性，能溶於水。摻量為水泥質量的0.02％～0.05％，能使混凝土早期強度提高。三乙醇胺對混凝土稍有緩凝作用，摻量過多會造成混凝土嚴重緩凝和混凝土強度下降，故應嚴格控制摻量。
四、緩凝劑
緩凝劑是指能延緩混凝土凝結時間，並對混凝土後期強度發展無不利影響的外加劑。緩凝劑主要有四類：糖類，如糖蜜；木質素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉。常用的緩凝劑是木鈣和糖蜜，其中糖蜜的緩凝效果最好。
緩凝劑具有緩凝、減水、降低水化熱和增強作用，對鋼筋也無銹蝕作用。主要使適用於大體積混凝土和炎熱氣候下施工的混凝土，以及需長時間停放或長距離運輸的混凝土。
五、引氣劑
引氣劑是指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻的微小氣泡，以減少混凝土拌和物的泌水、離析，改善和易性，並能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。目前，應用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。由於大量微小、封閉並均勻分布的氣泡的存在，使混凝土的某些性能得到明顯改善或改變。
1.改善混凝土拌和物的和易性
2.顯著提高混凝土的抗滲性、抗凍性
3.降低混凝土強度。一般混凝土的含氣量每增加1％時，其抗壓強度將降低4％～6％，抗折強度降低2％～3％。
引氣劑可用於抗滲混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸鹽侵蝕混凝土、泌水嚴重的混凝土、貧混凝土、輕混凝土，以及對飾面有要求的混凝土等，但引氣劑不宜用於蒸養混凝土及預應力混凝土。
六、防凍劑
防凍劑是能使混凝土在負溫下硬化，並在規定養護條件下達到預期性能的外加劑。常用的防凍劑有氯鹽類、氯鹽阻銹類、物氯鹽類。
防凍劑用於負溫條件下施工的混凝土。目前，國產防凍劑品種適用於0～－15℃的氣溫，當在更低氣溫下施工時，應增加其它混凝土冬季施工措施。
七、速凝劑
速凝劑是指能使混凝土迅速凝結硬化的外加劑。速凝劑主要有無機鹽和有機物類兩類。我國常用的速凝劑使無機鹽類，主要有紅星I型、711型、728型、8604型等。
速凝劑摻入混凝土後，能使混凝土在5min內初凝，1h就可產生強度，1d強度提高2～3倍，但後期強度會下降，28d強度約為不摻時的80％～90％。速凝劑的速凝早強作用機理，是使水泥中的石膏變成Na2SO4，失去緩凝作用，從而促使C3A迅速水化，並在溶液中析出其水化產物晶體，導致水泥漿迅速凝固。速凝劑主要用於礦山井巷、鐵路隧道、飲水涵洞、地下工程以及噴錨支護時的噴射混凝土或噴射砂漿工程中。

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4. 三大速凝劑的作用機理是怎麼樣的

混凝土質量波動。速凝劑可使水泥在數分鍾內凝結，其作用機理復雜，主要是由於速凝劑各組分之間以及這些組分與水泥中的石膏、礦物成分之間發生一系列的化學反應所致。(1) 鋁氧熟料-碳酸鹽系作用機理 主要反應如下： Na2CO3+CaO+H2O→CaCO3+2NaOH NaAlO2+2H2O→Al(OH)3+NaOH 2NaAlO2+3CaO+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH 2NaOH+CaSO4(石膏)→Na2SO4+Ca(OH)2 碳酸鈉、鋁酸鈉與水作用生成氫氧化鈉，氫氧化鈉與水泥中的石膏反應生成過渡性的產物硫酸鈉，使水泥漿中起緩凝作用的可溶性的濃度明顯降低，此時水泥礦物組分C3A就迅速溶解進入溶液中，水化生成六角板狀的C3AH6,將加速水泥漿體的凝固。上述反應所產生的大量水化熱也會促進反應進程和強度發展。

(2) 鋁氧熟料-明礬石系作用機理主要化學反應如下： Na2SO4+CaO+H2O→CaSO4+2NaOH CaSO4+2NaOH→Ca(OH)2+NaSO4 NaAlO2+2H2O→Al(OH)3+NaOH 2NaAlO2+3CaO+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH 大量生成的氫氧化鈉，消耗了水泥漿體中的硫酸根，促進了C3A的水化反應。水化熱的發生促進了反應進程和強度的發展。氫氧化鋁、硫酸鈉具有促進水化作用，使C3A迅速水化生成鈣礬石而加速凝結硬化。鈣礬石的生成進一步的降低了液相中氫氧化鈣濃度，又促進了C3S水化，生成水化硅酸鈣凝膠，由此而產生了強度。

(3) 水玻璃系作用機理 以硅酸鈉為主要成分的水玻璃系速凝劑，主要是硅酸鈉與水泥水化產物氫氧化鈣反應： Na2O ·nSiO2+Ca(OH)2→(n-1)SiO2+CaSiO3+2NaOH 反應中生成大量氫氧化鈉，如前所述促進了水泥水化，從而迅速凝結硬化。液體速凝劑一般都是燒鹼和鋁礬土反應生成主要成分為偏鋁酸鈉的水溶液，從而起到速凝作用。

5. 鑽孔護壁堵漏技術措施

在復雜地層鑽進中,平衡地層壓力、保持孔壁穩定是鑽孔施工成敗的關鍵。目前護壁堵漏方法概括起來主要有以下幾種:

(一)隨鑽泥漿法

隨鑽泥漿法一般適用於漏失速度小於3m³/h的低壓滲漏地層。即讓泥漿中添加的小粒徑纖維類堵漏材料、剛性顆粒類堵漏材料及可變性顆粒類堵漏材料,在泥漿壓差作用下滲入地層孔隙或微裂縫,起到架橋、填充和封堵作用,達到邊鑽進邊堵漏的目的。與停鑽堵漏相比,隨鑽泥漿法可節省較多的處理漏失時間,適用於高滲透砂層、礫石層、破碎煤層以及其他存在微裂縫的地層堵漏。常在泥漿中添加高分子化學處理劑、高黏度泥漿或隨鑽堵漏材料(801隨鑽堵漏劑等)。

(二)套管隔離法

對第四系鬆散地層或坍塌超徑、老窿、溶洞、地下河等嚴重漏失地層,多採用鋼制套管隔離。套管隔離一般用於1000m以淺孔段,在深部孔段則成本高,影響鑽探工程整體效益。

(三)水泥灌注法

對裂隙不大,中等以上漏失地層,灌注水泥可取得較好的堵漏效果。施工中應根據具體漏失條件選用不同的孔壁固化方法。

1.純水泥漿堵漏

純水泥漿堵漏適用於地層裂隙小,地下承壓水及地下水流動不大的情況。純水泥漿中可加入三乙醇胺和食鹽等速凝劑,常用配方為水泥∶三乙醇胺∶食鹽=100∶0.5∶1,也可直接選用速凝早強水泥漿(灌注前應做地表試驗,確定水泥漿初凝時間等參數)。深孔灌注須採用泥漿泵送漿,水灰比控制在0.5～0.6之間。在安徽霍邱重新集礦區、滁州琅琊山銅礦區破碎漏失孔段Φ91mm和Φ110mm口徑中,均採用該方法堵漏成功。

2.水泥砂石漿堵漏

水泥砂石漿堵漏適用於地層裂隙大、鑽孔超徑、漏失量大的情況。水泥砂石漿由水泥、黃砂(或石英砂)、碎石(一般姿汪讓粒徑為5～10mm)、速凝早強劑、水泥膨脹劑等組成。先判斷鑽孔漏失(或涌水)部位,裂隙大小及鑽孔超徑量,然後將石子、砂子投入漏失孔段,填充裂隙;配製水灰比0.5～0.6的水泥漿,加入0.5%～1%速凝早強劑和5%的水泥膨脹劑,用鑽具透孔至投放砂石孔段底部0.5m處,泵入配製好的水泥漿,水泥漿量要超過漏失孔段體積的2～3倍,使水泥漿滲透到地層裂隙中填充的砂石中,形成混凝土膠結的新孔壁以達到堵漏目的。灌注後需等待跡局72h方可透孔鑽進。該方法曾應用於安徽廬江鐵礦豎井工程3個地質勘查鑽孔(孔深600～700m,終孔口徑Φ110mm)的嚴重破碎、漏失孔段,灌漿後形成的水泥砂石孔壁強度高,對大裂隙具有良好的填充和堵漏效果。

(四)凍膠泥漿及化學絮凝法

該方法亦稱彈塑性堵漏法,是往破碎裂隙地層充填膠黏,不形成固結強度高的剛性孔壁,只形成具有膠黏性的彈塑性孔壁。適用於鑽孔承壓、孔隙水較大、涌水、漏失及溶蝕性地層,水泥漿灌注難以結石的情況。

1.凍膠泥漿堵漏

凍膠泥漿由水泥(或熟石灰)、鋸末、黏土粉、水玻璃(或氯化鈣)等組成。配比是在1m³黏度50～60s的泥漿中加50kg水泥、15kg水玻璃和適量的鋸末;或在上述泥漿中加100kg熟石灰、25kg水玻璃(亦可加40kg氯化鈣)。

堵漏作業時,將鋸末用40目篩網過篩後連同水泥(或石灰)加入泥漿中攪拌,用泵送至漏失部位。泵送時在吸水蓮蓬處緩慢加入水玻璃。使漿液在孔內混合形成低強度的凍膠狀膠結體填充裂隙。一般灌注後停待5～6h即可透孔鑽進。堵漏成功後,必須採用低固相泥漿護壁鑽進。該方法在安徽馬鞍山當塗楊庄鐵礦勘探孔(孔深850m,終孔口徑Φ110mm)中應用取得了較好的堵漏效果。

2.化學絮凝堵漏

化學絮凝法主要採用黏土、高分子化學絮凝劑(高分子聚丙烯醯胺PHP、PAM)等材料。絮凝堵漏時,用泵往漏失孔段送黏度50～60s的泥漿,同時在吸水蓮蓬頭處緩慢加入分子量800萬～1000萬、水解度5%～10%的PAM液體,加入量控制在泥漿體積的2%(干陵純粉量)。若涌水地層可先用加重泥漿平衡涌水壓力,後投黏土球至漏、涌水孔段,下鑽具加壓搗實。黏土球中心放入PAM乾粉,這樣黏土球遇水膨脹後與PAM混合產生高分子與黏土交聯絮凝作用,填充吸附於岩層裂隙中起到止涌堵漏作用。該方法曾在安徽壽縣正陽關鐵礦異常驗證孔、霍邱周集深部找礦ZK1725試驗孔、華南於都-贛縣礦集區科學鑽探選址預研究NLSD-1孔、華東廬樅盆地科學鑽探選址預研究LZSD-1孔等多孔漏、涌地層中成功堵漏,既節約了堵漏時間,又可降低堵漏綜合成本。

廣東龍歸鹽礦某探采孔施工中遇到一嚴重漏失層,全孔不返泥漿。原中石油某普查大隊為堵漏花費近半年時間,用去100餘噸水泥未能解決問題,後轉交安徽省地礦局313地質隊。313地質隊通過分析,認識到前人失敗的原因在於採用普通水泥漿灌注鹽岩裂隙。因為水泥漿在裂隙中結石成剛性膠結,而鹽岩裂隙中進入水泥後結晶鹽也被溶蝕,即使水泥漿結石很好,在較短的時間內也會從裂隙中剝落,隨之裂隙繼續被溶蝕擴張。每用水泥灌注一次地層裂隙就擴張一次,造成漏失越來越大。所以,決定採用高分子絮凝彈塑性堵漏方案。即用飽和鹽水(或干鹽粉)拌黏土粉製作黏土球並包裹PAM乾粉投入孔內,再用鑽具搗實,在孔內水化後形成具有一定強度的高分子絮凝體堵塞鹽岩裂隙。該方法堵漏十分成功,終孔下套管用水泥固井時,泵漿壓力達16MPa仍未發現漏失。

該實例表明,黏土與高分子混合產生的絮凝彈塑體,能在高分子鏈作用下與鹽岩裂隙緊密交聯吸附,且絮凝體有一定的膨脹性,填充牢固,同時可形成鹽水結晶泥皮的保護層,阻止裂隙中鹽岩被溶蝕。

(五)惰性材料充填法

該方法藉助惰性材料在裂隙孔段形成「架橋」體、「懸浮」體和「填塞」體堵塞地層裂隙,適用於地層裂隙大、坍塌超徑的鑽孔。惰性堵漏材料主要有:

1)顆粒狀材料:如核桃殼、珍珠岩、石灰石、砂石、瀝青等,起架橋作用。

2)纖維狀材料:如鋸末、紙纖維、花生殼、棉籽殼等,起懸浮作用。

3)片狀材料:如雲母、稻殼等,起填塞作用。

堵漏時,應根據地層漏失情況按一定比例和級配使用上述三類材料。由於惰性材料密度低易漂浮在水上,所以需增加部分高分子聚合物或黏土起膠聯作用以利於送入孔內。同時,配合其他堵漏方法使用效果更好。

(六)復合堵漏法

在鑽探施工過程中,如遇到破碎、坍塌、漏、涌、噴現象同時出現的極復雜地層,往往單一堵漏方法很難奏效,必須多種方法並用才能解決。處理該類復雜地層的原則是「先治涌、噴,後堵漏,再護壁」。先採用加重泥漿平衡地層壓力,然後用惰性材料架橋堵塞裂隙通道,再用高分子絮凝堵漏或用水泥造壁封閉。復合堵漏護壁作業流程如圖5-14所示。

圖5-14 復合護壁堵漏作業流程

例如,霍邱周集鐵礦區深部找礦ZK1725試驗孔1050～1220m孔段岩心十分破碎,超徑、涌水、漏水嚴重,開泵時孔內不返泥漿,停泵時孔內涌水,水頭高出地表1～2m,致使無法鑽進。後採用復合堵漏法治涌堵漏成功,穿過復雜地層後用水泥固化孔壁,並在鑽至孔深1230m後下入Φ89mm套管護壁,使該孔順利鑽進至2706.68m終孔。