1. 研究目的与意义（文献综述）
速凝剂通常用在涵洞、隧道的喷射混凝土工程中，要求能在短时间内凝结硬化并具有一定强度，可足够支撑隧道护壁，方便施工。本课题旨在在低温下，采用以硫酸铝为主与其它物质进行合成反应，从而制备出产物为聚合物的无氯无碱且无“三废”排放并对喷射混凝土的后期强度无影响的低成本液态速凝剂，并探讨合成温度、反应时间、搅拌速度等因素对产物性能的影响，确定最佳的合成工艺参数；探讨各反应物配比对产物性能的影响；探讨速凝剂存放时间及性能变化关系。
随着科学技术、社会经济的不断发展，我国的交通运输基础建设也随之高速发展，大批铁路和地铁隧道、水管涵洞需要建设。为了保证隧道工程的安全进行，需要在建设过程中快速地对围岩进行加固，确保隧道不坍塌。而在隧道、涵洞的建设过程中使用喷射混凝土技术进行快速加固围岩是非常有效的方法。
喷射混凝土是采用喷射机械设备，利用压缩空气或其他动力，将按一定配比拌制的混凝土拌和料，高速喷射到受喷面后快速凝结硬化的一种混凝土。喷射混凝土一般不需要架设模板、振捣，主要是利用喷射过程中水泥与骨料的连续撞击、压实形成冲击挤压密实，具有施工准备简单、节约投资、降低成本；有效加快施工进度；强度增长快、密实度良好等特点。喷射混凝土技术的应用也带动了速凝剂的快速发展。速凝剂是使实现喷射混凝土技术的关键性因素之一，是喷射混凝土施工中不可缺少的添加剂。速凝剂的作用是加速水泥的水化硬化，在很短时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求，因而在地下工程、矿山井巷、隧道等工程中锚喷支护以及堵漏和抢修工程中得到广泛应用。混凝土速凝剂种类繁多, 目前，根据物理性状分为固体速凝剂和液体速凝剂两种。固体粉末速凝剂，生产过程能耗大，施工使用过程粉尘污染严重，碱性大腐蚀性强对施工人员的身体健康影响较大、回弹量大降低了工作效率，影响施工进度，加之掺加后混凝土后期强度不足，现在已开始逐步退出市场，液体速凝剂已成为市场主流。而液体速凝剂又根据其碱性强弱和碱离子含量的高低分为高碱液态速凝剂、低碱液态速凝剂和无碱液态速凝剂三种。高碱液态速凝剂生产成本高，且对施工人员健康存在威胁；低碱液态速凝剂价格昂贵，后期混凝土强度损失大，因此碱性液态速凝剂已逐渐被无碱液态速凝剂所取代。
速凝剂最早出现在20世纪30年代，瑞士sika 公司研制出的西古尼特(sigunite)粉状速凝剂。20世纪70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，如日本的海德库斯、前苏联的澳矮斯、瑞典的西古尼特、前西德的isocrete等，这些速凝剂统称为传统碱性速凝剂，但是传统速凝剂中含有大量碱性物质，使喷射混凝土后期强度损失大，影响混凝泥土的耐久性，满足不了日益发展的喷射混凝土技术。因此到了20世纪70年代末，国外开始研究无碱（低碱）速凝剂，美国和欧洲各国使用铝盐和钙盐代替碱金属盐来研制并生产无碱速凝剂; 日本主要致力于低碱速凝剂的研究，但是这些速凝剂施工性能很差，喷射时粉尘多，回弹大，仍然满足不了喷射混凝土技术的应用。为改善速凝剂的使用性能，在90年代末，美国及欧洲各国开始专注于无碱液态速凝剂的研究，美国burge等研制的一种无碱液态速凝剂,由铝盐、配位剂、抗腐蚀剂等成分组成。水泥浆初凝时间为17min,终凝时间为53min;1d、28d的抗压强度分别为19、48mpa，后期强度基本无损失。瑞士的mbt 公司生产出了 mey-cosa系列无碱液态速凝剂，其有着早期强度高、氯离子含量低、施工中粉尘量少等优点。此后，国外均大力发展无碱液态速凝剂。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
本实验以硫酸铝为主与其它物质进行合成反应制备无氯无碱液态速凝剂，并进行性能测试。实验内容主要有：一是制备硫酸铝系无氯无碱液体速凝并探讨合成温度、反应时间、搅拌速度等因素以及各反应物配比对产物性能的影响；二是硫酸铝系无氯无碱液体速凝剂的性能检测以及探讨速凝剂存放时间及性能变化关系。
2.2技术方案
3. 研究计划与安排
第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解实验所需药品和设备，确定实验方案，根据指导教师的任务书，完成开题报告。
第3-4周：进一步明确实验方案，准备试验用原材料，并了解有关实验方法。
第5-13周：实验阶段。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]张述雄,王栋民,张力冉,逄建军,李娟. 一种新型无碱液态速凝剂的研究[j]. 硅酸盐通报,2014,11:2946-2951.
[2]兰明章,阚常玉,杨进波. 用硫酸铝配制混凝土速凝剂的研究现状[j]. 混凝土,2012,09:39-42.
[3]t. a. burge, m. sommer, et al. stabilized setting and hardening accelerator of low viscosity: us, 6514237b1[p]. 2003-02-04.
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