纯水泥浆加什么速凝剂

1. 水泥里面添加什么东西能达到快速凝固的效果

早强剂、速凝剂等外加剂。

早强剂：提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。

早强剂的主要作用在于加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。混凝土早强剂是外加剂发展历史中最早使用的外加剂品种之一。

到目前为止，人们已先后开发除氯盐和硫酸盐以外的多种早强型外加剂，如亚硝酸盐，铬酸盐等，以及有机物早强剂，如三乙醇胺、甲酸钙、尿素等。

适用范围

1、本产品不含氯离子，对钢筋无锈蚀作用，适用于一切民用、工业建筑及预应力钢筋砼构件，砂浆等。

2、早强剂最适宜初冬和早春季节在低温条件下施工。

3、本剂用于硅酸盐类水泥，对矿渣水泥的增强和改性作用尤为显著。

2. 在混凝土当中要掺入什么外加剂能使砼强度增加

您好
混凝土的外加剂是指在混凝土拌和过程中掺入的能显著改善砼的性能的物质。其掺量一般不大于水泥质量的5%。由于外加剂对混凝土性能的改善，它在工程中应用的比例越来越大，不少国家使用掺外加剂的混凝土已占混凝土总量的60%～90%,因此，外加剂逐渐成为混凝土占的第五种成分。
一、外加剂分类
混凝土外加剂种类繁多，根据《混凝土外加剂的分类、命名与定义》规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：
1.改善工作性的外加剂：减水性、泵送剂、引气剂
2.调节凝结硬化时间的外加剂：缓凝剂、早强剂、速凝剂
3.改善耐久性的外加剂：阻锈剂、防水剂、引气剂
4.改善其它性能的外加剂：加气剂、着色剂、膨胀剂、防冻剂
二、减水剂
减水剂是指在砼坍落度基本相同条件下，加入能显著减少拌和用水量的外加剂。
(一) 减水剂的作用机理
减水剂为表面活性物质，其分子由亲水基团和憎水基团两个部分组成。水泥加水拌和，水泥浆成絮凝结构，包裹一部分拌和水，降低了流动性。减水剂的作用机理表现在以下三个方面：
（1）其疏水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同电荷，斥力作用使水泥颗粒分开，放出絮凝结构游离水，增加流动性；
（2）亲水基吸附大量极性水分子，增加水泥颗粒表面溶剂化水膜厚度，起润滑作用，改善工作性；
（3）减水剂降低表面张力，水泥颗粒更易湿润，使水化比较充分，从而提高混凝土的强度。

图水泥浆的絮凝结构和减水剂作用示意图
(二) 减水剂的技术经济效果
1.增大流动性。在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增大100～200mm，且不影响混凝土的强度。
2.提高混凝土的强度。在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌和用水量10％～15％，从而降低水灰比，使混凝土强度提高15％～20％。
3.节约水泥。在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌和水量的同时，相应减少水泥用量。
4.改善混凝土的耐久性。
(三)减水剂的种类
按化学成分主要有木质素系、萘系、水溶性树脂类、糖蜜类和复合型减水剂等。
1.木质素系减水剂
包括木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）、木质素磺酸镁（木镁）等。其中木钙减水剂应用较多。
木钙减水剂是以生产纸浆或纤维浆剩余下来的亚硫酸浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。
木钙减水剂的适宜掺量，一般为水泥质量的0.2％～0.3％。其减水率为10％～15％，混凝土28d抗压强度提高10％～20％；若不减水，混凝土坍落度可增大80～100mm；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，可节约水泥用量10％左右。木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下，其缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低，使用时应注意。
木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤其适用于大体积浇筑、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木钙减水剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于5℃，应与早强剂或防冻剂复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土，以免蒸养后混凝土表面出现疏松现象。
2.萘磺酸盐系减水
萘系减水剂，是用萘或萘的同系物经磺化与甲醇缩回而成。目前，我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型等减水剂，其中大部分品牌为非引气型减水剂。
萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.5％～1.0％，减水率为10％～25％，混凝土28d强度提高20％以上。萘系减水剂的减水增强效果好，对不同品种水泥的适应性较强。适用于配制早强、高强、流态、蒸养混凝土。
3.水溶性树脂减水剂
这类减水剂时以一些水溶性树脂为主要原料制成的减水剂，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等。该类减水剂增强效果显著，为高效减水剂，我国产品有SM树脂减水剂等。
SM减水剂掺量为水泥质量的0.5％～2.0％，其减水率为15％～27％，混凝土3d强度提高30％～100％，28d强度可提高20％～30％。SM减水剂适于配制高强混凝土、早强混凝土、流态混凝土及蒸养混凝土等。
三、早强剂
早强剂是加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂可以在常温、低温荷负温（不低于—5℃）条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。早强剂主要有无机盐类（氯盐类、磷酸盐类）和有机胺及有机－无机的复合物三大类。
1.氯盐类早强剂
氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中以氯化钙应用最广。氯化钙为白色粉末状物，其适宜掺量为水泥质量的0.5％～1.0％，能使混凝土3d强度提高50％～10％，7d强度提高20％～40％，同时能降低混凝土中水的冰点，防止混凝土早期受冻。
采用氯化钙作早强剂，最大的缺点使含有Cl-离子，会使钢筋锈蚀，并导致混凝土开裂。为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用，常将氯化钙与阻锈剂亚硝酸钠（NaNO2)复合作用。
2.硫酸盐类早强剂
硫酸盐类早强剂，主要有硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等，其中硫酸钠应用较多。硫酸钠为白色粉状物，一般掺量为0.5％～2.0％，当掺量为1％～1.5％时，达到混凝土设计强度70％的时间可缩短一半左右。
硫酸钠对钢筋无锈蚀作用，适用于不允许掺用氯盐的混凝土。但由于它与氢氧化钙作用生成强碱NaOH,为防止碱骨料反应，硫酸钠严禁用于含有活性骨料的混凝土，同时应注意不能超量掺加，以免导致混凝土产生后期膨胀开裂破坏，并防止混凝土表面产生“白霜”。
3.有机胺类早强剂
有机胺类早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺等，其中早强效果以三乙醇胺为佳。
三乙醇胺为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，能溶于水。掺量为水泥质量的0.02％～0.05％，能使混凝土早期强度提高。三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降，故应严格控制掺量。
四、缓凝剂
缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜；木质素磺酸盐类，如木钙、木钠。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。
缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。主要使适用于大体积混凝土和炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。
五、引气剂
引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌和物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。目前，应用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。由于大量微小、封闭并均匀分布的气泡的存在，使混凝土的某些性能得到明显改善或改变。
1.改善混凝土拌和物的和易性
2.显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性
3.降低混凝土强度。一般混凝土的含气量每增加1％时，其抗压强度将降低4％～6％，抗折强度降低2％～3％。
引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻混凝土，以及对饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。
六、防冻剂
防冻剂是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。常用的防冻剂有氯盐类、氯盐阻锈类、物氯盐类。
防冻剂用于负温条件下施工的混凝土。目前，国产防冻剂品种适用于0～－15℃的气温，当在更低气温下施工时，应增加其它混凝土冬季施工措施。
七、速凝剂
速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐和有机物类两类。我国常用的速凝剂使无机盐类，主要有红星I型、711型、728型、8604型等。
速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，1h就可产生强度，1d强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80％～90％。速凝剂的速凝早强作用机理，是使水泥中的石膏变成Na2SO4，失去缓凝作用，从而促使C3A迅速水化，并在溶液中析出其水化产物晶体，导致水泥浆迅速凝固。速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、饮水涵洞、地下工程以及喷锚支护时的喷射混凝土或喷射砂浆工程中。

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4. 三大速凝剂的作用机理是怎么样的

混凝土质量波动。速凝剂可使水泥在数分钟内凝结，其作用机理复杂，主要是由于速凝剂各组分之间以及这些组分与水泥中的石膏、矿物成分之间发生一系列的化学反应所致。(1) 铝氧熟料-碳酸盐系作用机理 主要反应如下： 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 碳酸钠、铝酸钠与水作用生成氢氧化钠，氢氧化钠与水泥中的石膏反应生成过渡性的产物硫酸钠，使水泥浆中起缓凝作用的可溶性的浓度明显降低，此时水泥矿物组分C3A就迅速溶解进入溶液中，水化生成六角板状的C3AH6,将加速水泥浆体的凝固。上述反应所产生的大量水化热也会促进反应进程和强度发展。

(2) 铝氧熟料-明矾石系作用机理主要化学反应如下： Na2SO4+CaO+H2O→CaSO4+2NaOH CaSO4+2NaOH→Ca(OH)2+NaSO4 NaAlO2+2H2O→Al(OH)3+NaOH 2NaAlO2+3CaO+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH 大量生成的氢氧化钠，消耗了水泥浆体中的硫酸根，促进了C3A的水化反应。水化热的发生促进了反应进程和强度的发展。氢氧化铝、硫酸钠具有促进水化作用，使C3A迅速水化生成钙矾石而加速凝结硬化。钙矾石的生成进一步的降低了液相中氢氧化钙浓度，又促进了C3S水化，生成水化硅酸钙凝胶，由此而产生了强度。

(3) 水玻璃系作用机理 以硅酸钠为主要成分的水玻璃系速凝剂，主要是硅酸钠与水泥水化产物氢氧化钙反应： Na2O ·nSiO2+Ca(OH)2→(n-1)SiO2+CaSiO3+2NaOH 反应中生成大量氢氧化钠，如前所述促进了水泥水化，从而迅速凝结硬化。液体速凝剂一般都是烧碱和铝矾土反应生成主要成分为偏铝酸钠的水溶液，从而起到速凝作用。

5. 钻孔护壁堵漏技术措施

在复杂地层钻进中,平衡地层压力、保持孔壁稳定是钻孔施工成败的关键。目前护壁堵漏方法概括起来主要有以下几种:

(一)随钻泥浆法

随钻泥浆法一般适用于漏失速度小于3m³/h的低压渗漏地层。即让泥浆中添加的小粒径纤维类堵漏材料、刚性颗粒类堵漏材料及可变性颗粒类堵漏材料,在泥浆压差作用下渗入地层孔隙或微裂缝,起到架桥、填充和封堵作用,达到边钻进边堵漏的目的。与停钻堵漏相比,随钻泥浆法可节省较多的处理漏失时间,适用于高渗透砂层、砾石层、破碎煤层以及其他存在微裂缝的地层堵漏。常在泥浆中添加高分子化学处理剂、高黏度泥浆或随钻堵漏材料(801随钻堵漏剂等)。

(二)套管隔离法

对第四系松散地层或坍塌超径、老窿、溶洞、地下河等严重漏失地层,多采用钢制套管隔离。套管隔离一般用于1000m以浅孔段,在深部孔段则成本高,影响钻探工程整体效益。

(三)水泥灌注法

对裂隙不大,中等以上漏失地层,灌注水泥可取得较好的堵漏效果。施工中应根据具体漏失条件选用不同的孔壁固化方法。

1.纯水泥浆堵漏

纯水泥浆堵漏适用于地层裂隙小,地下承压水及地下水流动不大的情况。纯水泥浆中可加入三乙醇胺和食盐等速凝剂,常用配方为水泥∶三乙醇胺∶食盐=100∶0.5∶1,也可直接选用速凝早强水泥浆(灌注前应做地表试验,确定水泥浆初凝时间等参数)。深孔灌注须采用泥浆泵送浆,水灰比控制在0.5～0.6之间。在安徽霍邱重新集矿区、滁州琅琊山铜矿区破碎漏失孔段Φ91mm和Φ110mm口径中,均采用该方法堵漏成功。

2.水泥砂石浆堵漏

水泥砂石浆堵漏适用于地层裂隙大、钻孔超径、漏失量大的情况。水泥砂石浆由水泥、黄砂(或石英砂)、碎石(一般姿汪让粒径为5～10mm)、速凝早强剂、水泥膨胀剂等组成。先判断钻孔漏失(或涌水)部位,裂隙大小及钻孔超径量,然后将石子、砂子投入漏失孔段,填充裂隙;配制水灰比0.5～0.6的水泥浆,加入0.5%～1%速凝早强剂和5%的水泥膨胀剂,用钻具透孔至投放砂石孔段底部0.5m处,泵入配制好的水泥浆,水泥浆量要超过漏失孔段体积的2～3倍,使水泥浆渗透到地层裂隙中填充的砂石中,形成混凝土胶结的新孔壁以达到堵漏目的。灌注后需等待迹局72h方可透孔钻进。该方法曾应用于安徽庐江铁矿竖井工程3个地质勘查钻孔(孔深600～700m,终孔口径Φ110mm)的严重破碎、漏失孔段,灌浆后形成的水泥砂石孔壁强度高,对大裂隙具有良好的填充和堵漏效果。

(四)冻胶泥浆及化学絮凝法

该方法亦称弹塑性堵漏法,是往破碎裂隙地层充填胶黏,不形成固结强度高的刚性孔壁,只形成具有胶黏性的弹塑性孔壁。适用于钻孔承压、孔隙水较大、涌水、漏失及溶蚀性地层,水泥浆灌注难以结石的情况。

1.冻胶泥浆堵漏

冻胶泥浆由水泥(或熟石灰)、锯末、黏土粉、水玻璃(或氯化钙)等组成。配比是在1m³黏度50～60s的泥浆中加50kg水泥、15kg水玻璃和适量的锯末;或在上述泥浆中加100kg熟石灰、25kg水玻璃(亦可加40kg氯化钙)。

堵漏作业时,将锯末用40目筛网过筛后连同水泥(或石灰)加入泥浆中搅拌,用泵送至漏失部位。泵送时在吸水莲蓬处缓慢加入水玻璃。使浆液在孔内混合形成低强度的冻胶状胶结体填充裂隙。一般灌注后停待5～6h即可透孔钻进。堵漏成功后,必须采用低固相泥浆护壁钻进。该方法在安徽马鞍山当涂杨庄铁矿勘探孔(孔深850m,终孔口径Φ110mm)中应用取得了较好的堵漏效果。

2.化学絮凝堵漏

化学絮凝法主要采用黏土、高分子化学絮凝剂(高分子聚丙烯酰胺PHP、PAM)等材料。絮凝堵漏时,用泵往漏失孔段送黏度50～60s的泥浆,同时在吸水莲蓬头处缓慢加入分子量800万～1000万、水解度5%～10%的PAM液体,加入量控制在泥浆体积的2%(干陵纯粉量)。若涌水地层可先用加重泥浆平衡涌水压力,后投黏土球至漏、涌水孔段,下钻具加压捣实。黏土球中心放入PAM干粉,这样黏土球遇水膨胀后与PAM混合产生高分子与黏土交联絮凝作用,填充吸附于岩层裂隙中起到止涌堵漏作用。该方法曾在安徽寿县正阳关铁矿异常验证孔、霍邱周集深部找矿ZK1725试验孔、华南于都-赣县矿集区科学钻探选址预研究NLSD-1孔、华东庐枞盆地科学钻探选址预研究LZSD-1孔等多孔漏、涌地层中成功堵漏,既节约了堵漏时间,又可降低堵漏综合成本。

广东龙归盐矿某探采孔施工中遇到一严重漏失层,全孔不返泥浆。原中石油某普查大队为堵漏花费近半年时间,用去100余吨水泥未能解决问题,后转交安徽省地矿局313地质队。313地质队通过分析,认识到前人失败的原因在于采用普通水泥浆灌注盐岩裂隙。因为水泥浆在裂隙中结石成刚性胶结,而盐岩裂隙中进入水泥后结晶盐也被溶蚀,即使水泥浆结石很好,在较短的时间内也会从裂隙中剥落,随之裂隙继续被溶蚀扩张。每用水泥灌注一次地层裂隙就扩张一次,造成漏失越来越大。所以,决定采用高分子絮凝弹塑性堵漏方案。即用饱和盐水(或干盐粉)拌黏土粉制作黏土球并包裹PAM干粉投入孔内,再用钻具捣实,在孔内水化后形成具有一定强度的高分子絮凝体堵塞盐岩裂隙。该方法堵漏十分成功,终孔下套管用水泥固井时,泵浆压力达16MPa仍未发现漏失。

该实例表明,黏土与高分子混合产生的絮凝弹塑体,能在高分子链作用下与盐岩裂隙紧密交联吸附,且絮凝体有一定的膨胀性,填充牢固,同时可形成盐水结晶泥皮的保护层,阻止裂隙中盐岩被溶蚀。

(五)惰性材料充填法

该方法借助惰性材料在裂隙孔段形成“架桥”体、“悬浮”体和“填塞”体堵塞地层裂隙,适用于地层裂隙大、坍塌超径的钻孔。惰性堵漏材料主要有:

1)颗粒状材料:如核桃壳、珍珠岩、石灰石、砂石、沥青等,起架桥作用。

2)纤维状材料:如锯末、纸纤维、花生壳、棉籽壳等,起悬浮作用。

3)片状材料:如云母、稻壳等,起填塞作用。

堵漏时,应根据地层漏失情况按一定比例和级配使用上述三类材料。由于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胶联作用以利于送入孔内。同时,配合其他堵漏方法使用效果更好。

(六)复合堵漏法

在钻探施工过程中,如遇到破碎、坍塌、漏、涌、喷现象同时出现的极复杂地层,往往单一堵漏方法很难奏效,必须多种方法并用才能解决。处理该类复杂地层的原则是“先治涌、喷,后堵漏,再护壁”。先采用加重泥浆平衡地层压力,然后用惰性材料架桥堵塞裂隙通道,再用高分子絮凝堵漏或用水泥造壁封闭。复合堵漏护壁作业流程如图5-14所示。

图5-14 复合护壁堵漏作业流程

例如,霍邱周集铁矿区深部找矿ZK1725试验孔1050～1220m孔段岩心十分破碎,超径、涌水、漏水严重,开泵时孔内不返泥浆,停泵时孔内涌水,水头高出地表1～2m,致使无法钻进。后采用复合堵漏法治涌堵漏成功,穿过复杂地层后用水泥固化孔壁,并在钻至孔深1230m后下入Φ89mm套管护壁,使该孔顺利钻进至2706.68m终孔。