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研究無堿速凝劑的性能。

（1）無堿速凝劑摻量對凝結(jié)時間的影響。

一般來說,，水泥凝結(jié)時間隨著凝劑混合量的增加而縮短,。選用基準(zhǔn)水泥,，研究了無堿速凝劑混合量對水泥凝結(jié)時間的影響,，結(jié)果見表1。從表1可以看出,，無堿速凝劑與水泥混合時,，凝結(jié)時間隨著混合量的增加而縮短。當(dāng)無堿速凝劑混合量為4%時,，初凝時間超過5min,，終凝結(jié)時間超過12min，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,。速凝劑混合量增加,，凝結(jié)時間越短。

無堿速凝劑的促凝機(jī)制,。

（1）堿速凝劑的促凝機(jī)制,。

堿性速凝劑的速凝機(jī)理主要是堿金屬（主要是NaOH）含量高，溶解后釋放大量強(qiáng)堿性氫氧化物,，由于硅酸鹽和鋁酸鹽在強(qiáng)堿溶液中易溶,，其溶液濃度隨pH值的增加而開始增加，因此堿性速凝劑可促進(jìn)水泥礦物的水化,，特別是C3S和C3A,，同時形成不溶性鈣鹽或氫氧化鈣，釋放大量的水化熱,。水泥石膏和水泥礦物初始水化Ca2+和加入Alo2-化合物迅速產(chǎn)生大量水化鋁酸鈣晶體,，骨架產(chǎn)物增加，Ca2+濃度降低,，C3S溶液界面濃度差,，C3S表面離子將繼續(xù)進(jìn)入溶液，C3S初始水化膜和雙層阻礙水化作用減弱或,，誘導(dǎo)期縮短或消失,，C3S迅速水化,。Naalo2溶于水放熱，水化鋁酸鈣結(jié)晶放熱快,，C3S水化放熱快。這些放熱反應(yīng)結(jié)合在一起,，使水泥漿體溫度急劇升高,，進(jìn)一步促進(jìn)水泥水化反應(yīng)的發(fā)展。

（2）無堿速凝劑促凝機(jī)理,。

無堿速凝劑的促凝機(jī)理不同于有堿速凝劑,。無堿速凝劑的加入促進(jìn)了C3S和C3A的水化，達(dá)到了促凝效果,。

與無堿速凝劑混合的水泥漿在水化早期產(chǎn)生大量的Alo2-和SO42-,。速凝劑中的R-(負(fù)離子，主要是SO42-)和SO42-可以消耗部分Ca2+,，Al3+可以消耗部分OH-離子,，降低Ca(OH)2的結(jié)晶能壘，使C3S表面的雙電層難以形成,；由于Ca2+的消耗,，C-S-H的C/S值小，滲透性增加,，水可以通過C-S-H擴(kuò)散到C3S內(nèi)部,，產(chǎn)品容易遷移到C-S-H外部。在上述兩個原因的共同作用下,，C3S的誘導(dǎo)期消失,；速凝劑中的有機(jī)物可以降低AFT的核勢壘，反應(yīng)產(chǎn)生的次生石膏可以與C3A發(fā)生反應(yīng),，并在整個水泥漿中迅速沉淀大量的AFT,，從而加速C3A的水化[2][3]。同時,，速凝劑中的有機(jī)物可以加速C3S的水化反應(yīng),。C3S的快速水化和放熱，C3A的快速水化和放熱,，以及水化產(chǎn)物的快速結(jié)晶和放熱,。這些放熱反應(yīng)結(jié)合在一起，使水泥漿的溫度急劇升高,，進(jìn)一步促進(jìn)水泥水化反應(yīng)的發(fā)展,；水化產(chǎn)物的形成結(jié)合了大量的游離水，使水泥迅速失去流動性,。鈣礬石晶體形狀短,，隨機(jī)取向，無序分布在整個硬化體空間。鈣礬石空間網(wǎng)格周圍填充了大量的水化硅酸鈣凝膠,。同時,，水化產(chǎn)物的結(jié)晶不斷生長，相互交錯,，形成緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，使水泥漿迅速凝結(jié)硬化，并與硅酸鹽礦物水化后產(chǎn)生的C-S-H凝膠相結(jié)合,，大大提高了水泥硬化漿的密實(shí)度[4],。

硬化混凝土耐軟水侵蝕。

(一)軟水侵蝕及評價方法,。

溶解性侵蝕（簡稱溶解性侵蝕）,，又稱軟水侵蝕，是由于水泥石中決定結(jié)晶強(qiáng)度的化合物被溶解沉淀而產(chǎn)生的,。溶解性腐蝕可降低液相石灰濃度,，導(dǎo)致水泥水化產(chǎn)物分解，增加混凝土孔隙率,，降低強(qiáng)度,。一般情況下，混凝土的溶解性腐蝕相當(dāng)緩慢,，但當(dāng)水質(zhì)很軟,，離子含量低，水處于流動狀態(tài)時,，混凝土的溶解性腐蝕率明顯加快,。

軟水對混凝土的侵蝕和破壞主要有兩種形式，一種是壓力水作用下的滲透和腐蝕,，另一種是流動水對混凝土表面的接觸和腐蝕,。[5]減緩滲透和腐蝕過程**的方法是澆筑密實(shí)、孔隙較少的混凝土,，使環(huán)境水難以在混凝土縫隙中形成滲流或滲流,，經(jīng)過一定時間后產(chǎn)生自愈效果。對于接觸和腐蝕,，混凝土表面層是由于環(huán)境水的作用而首先被腐蝕破壞的,。混凝土表面致密,，內(nèi)部混凝土可有足夠的Ca2+,，OH離子不斷補(bǔ)充混凝土表面水泥石因腐蝕而流失的Ca2+、OH離子和混凝土表面水泥石的剝落,。在流動的水中,，溶蝕失去Ca2+,，OH離子是不可避免的。

武漢大學(xué)對水工混凝土的耐軟水侵蝕性進(jìn)行了模擬試驗(yàn)研究[6],，用模擬加速試驗(yàn)裝置評價混凝土的耐軟水侵蝕性,，用攪拌機(jī)攪拌水模擬水流。用砂漿試件代替混凝土試件,，尺寸為100mm×35mm×8mm,，用支架固定在水中。試驗(yàn)用水為去離子水,，每3天更換一次。更換水時,，對腐蝕水進(jìn)行取樣和化學(xué)分析,。根據(jù)實(shí)際工程中混凝土表面的腐蝕破壞情況，選擇試件的質(zhì)量損失,、總鹽溶解量和CaO溶解量來評價混凝土表面的腐蝕特性,。

(2)摻堿速凝劑硬化混凝土，耐軟水侵蝕,。

隧道初始支護(hù)采用堿速凝劑,，原開挖面滲水量大。噴涂支護(hù)完成后,，仍有水不斷滲水,，在滲水路線處產(chǎn)生大量白色晶體。經(jīng)分析,，其主要成分為Ca2CO3,，含量占95%，堿含量(以Na+計)占3%,。原因是硬化混凝土中大量Na+溶出導(dǎo)致混凝土內(nèi)部離子環(huán)境失衡,，Ca(OH)2溶出大量，遇空氣反應(yīng)沉淀,。大量晶體沉淀降低了原混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,。同時，在排水孔內(nèi)積聚容易造成透水管道堵塞,，破壞隧道防水層水壓過高,，造成漏水。

(3)混合無堿速凝劑硬化混凝土,，耐軟水侵蝕,。

使用無堿速凝劑未發(fā)現(xiàn)5.2條所述現(xiàn)象。

(4)試驗(yàn)比較,。

膠砂試件采用堿無堿速凝劑制成,。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3d后,，用30d軟水浸泡，每3d更換一次去離子水,，進(jìn)行質(zhì)量損失比較試驗(yàn),。同時，成型試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d鉆芯,，加工成φ100mm×50mm圓柱體試件,，真空飽水后測試初始電阻。試驗(yàn)結(jié)果如下,。