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国外新型高温油井缓凝剂性能简介(一)国外新型高温油井缓凝剂性能简介吕斌摘要本文简述了油井水泥缓凝剂的化学原理和常用的缓凝剂类型；综述了国外新型油井缓凝剂的产品性能，包括菲利普斯的HTR100、HTR100-L、HTR200，哈里伯顿的HR-50、SCR-100；探讨了理想高温缓凝剂的发展方向。
关键词油井水泥高温缓凝剂综述随着石油工业的发展，勘探及开发领域日益扩大，油田的开采力度加大，深部地层的钻探日益增多，遇到的深井、超深井及地温梯度特别高的地热井也越来越多，其井底静止温度一般在100～150℃，有的甚至达到200℃。
油井水泥在这样的高温环境下，水泥浆、水泥石物理化学性能将会发生明显的改变，主要表现在水泥浆稠化时间急剧缩短，水泥石强度产生衰退、渗透率增加等变化，说明水泥的水化产物及结构发生了相应的改变，从而影响固井施工和固井质量。
缓凝剂是油井水泥外加剂中最重要的一种,在固中深井、深井以及超深井时通常需要在水泥浆中加入缓凝剂以调节稠化时间。
高温缓凝剂是指在高温条件下能够延长水泥浆凝固时间的化学试剂，其作用是有效地延长水泥浆处于液态和可泵性的时间。
目前，国外几大固井公司如哈里伯顿、斯伦贝谢、菲利普斯等均已开发出成熟的抗高温缓凝剂系列产品，如菲利普斯的HTR100、HTR100-L、HTR200，哈里伯顿的HR-50、SCR-100等。
本文介绍了近年来国外缓凝剂的研究进展，并对较成熟的产品进行了描述。
本文综述了国内外十余年来缓凝剂的研究进展情况,探讨了国内高温缓凝剂的发展方向。
1. 水泥水化及缓凝作用的化学原理水泥水化是水泥熟料中各矿物组分与水之间发生复合化学反应而使水泥浆逐步稠化和硬化的复杂过程。
影响水泥水化速率的因素是多方面的,如矿物组分、水泥细度、水灰比、温度、压力等。
缓凝剂是一种能延缓水泥水化速率的外加剂。
水泥水化需要在饱和Ca(OH)2溶液中进行,缓凝剂从水泥水化反应诱导期到加速期, 始终阻碍液相中析出的Ca(OH)2结晶成核。
混凝土外加剂—缓凝剂发展状况作者：周丹来源：《科技视界》2012年第34期【摘要】缓凝剂是延缓混凝土凝结时间而对后期强度无明显影响的外加剂。
主要成分为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、高糖木质素磺酸盐，因其兼有减水作用，也称缓凝减水剂。
本文主要对缓凝剂的分类、作用机理、应用现状及存在问题做了详细阐述。
【关键词】缓凝剂；混凝土；发展0 引言混凝土作为用量最大、适用范围最广、耐久性最好的建筑材料，其地位是其它任何材料所难以取代的[1]。
随着混凝土制品的日益增多，混凝土结构的日趋复杂，建筑的高层化和大型化，对混凝土材料提出了许多新的要求[2]。
比如调凝、延缓或减少水化热、大流动性、高强且耐久等技术要求，以及尽可能节约能耗，降低成本与快速施工等经济要求。
过去通常采用具有不同矿物组成的水泥来使混凝土拥有某种性能，而变化水泥的矿物组成往往给水泥生产工艺带来诸多困难。
工程实践证明，将外加剂作为混凝土的第五组份掺入混凝土之中，是使混凝土获得优良胜能、满足众多不同要求的有效途径[3]。
如在混凝土的集中搅拌条件下，由于商品混凝土凝结时间和坍落度要求的不同，人们必须通过在混凝土中掺加泵送剂加以调节，而缓凝剂是配制泵送剂的必备组分。
1 缓凝剂的分类及特点1.1 缓凝剂的分类缓凝剂种类较多，按其化学成分可分为无机和有机两大类。
按缓凝时间可分为普通缓凝剂和超缓凝剂两大类。
无机缓凝剂包括：硼砂、氯化锌、碳酸锌、铁、铜、锌、镉的硫酸盐，磷酸盐和偏磷酸盐等。
有机缓凝剂包括：羟基羧酸及其盐，多元醇及其衍生物，糖类及碳水化合物。
1.2 缓凝剂的特点混凝土缓凝剂是一种能延迟水泥水化反应，从而延长混凝土凝结时间的外加剂。
对于商品泵送混凝土，或者在夏季高温环境下施工的混凝土，采用缓凝剂和高效减水剂复合使用的方法，延长混凝土凝结时间，减少坍落度损失，是保证混凝土正常泵送施工，提高工效的常用方法。
对于大体积混凝土，通过添加缓凝剂，降低混凝土绝对温升，延迟温峰出现时间，还可有效避免因水泥水化放热产生温度应力而使混凝土产生温度应力裂缝[4-5]。
高温井固井过程中缓凝剂研究与应用作者：汪洋来源：《科学与财富》2018年第26期摘要：在深井长封固段固井过程中，为保障固井施工安全，需向水泥浆中加入大量缓凝剂，而含聚合物类缓凝剂的水泥浆在大温差条件下，易出现水泥浆柱顶部水泥石强度发展缓慢或超缓凝等问题，不但影响固井质量和延长钻井周期，而且给后期钻完井等作业带来风险。
因此开发新型聚合物类高温缓凝剂具有耐高温、抗盐能力强、耐高温、适用温度范围广等优点，且大温差条件下水泥浆柱顶部水泥石强度发展快，适用温差范围为 50～120 ℃，对深井、超深井长封固段固井的发展具有重要的意义。
关键词：深井长封固段固井；缓凝剂；水泥浆；适用范围1 实验部分针对深井、超深井长封固段大温差水泥浆柱顶部强度发展缓慢的问题，通过自由基水溶液聚合方法，研制了新型聚合物类高温缓凝剂 GWH-1，并对其性能进行了评价。
结果表明：GWH-1 耐温可达 200 ℃，抗盐可达饱和；通过调整 GWH-1 加量，能调节水泥浆的稠化时间；经 130 ℃养护后低密度水泥浆（1.30 g/cm 3）的稠化时间为 386min，在 30℃下养护 72 h 后的抗压强度大于 3.5 MPa ；高温水泥浆无游离液且水泥石上下密度差小于 0.02 g/cm 3 ；水泥浆综合性能良好，解决了长封固段大温差固井水泥浆顶部超缓凝难题。
GWH-1在油田A井等进行了应用，封固段固井质量优良。
对深井长封固段提高固井质量、简化井身结构及节约钻井成本等具有重要意义。
2 结果与讨论2.1 GWH-1的耐温性能。
对 GWH-1 进行了 200 ℃热处理，考察其不同加量下水泥浆在不同温度下的稠化性能。
经热处理后的 GWH-1 在 70～200 ℃范围内可调节水泥浆的稠化时间；在 130～200 ℃范围内，缓凝剂加量并未因温度升高而大幅度增大，且低温下水泥浆稠化时间对 GWH-1 加量不敏感。
其配方为：胜潍 G 级水泥 +30% 硅粉 +3%DRF-120L+5%微硅 +GWH-1+0.5%DRS-1S+DRK-3S+52%水2.2 GWH-1的抗盐性能在 130 ℃下考察不同加量的 GWH-1 在不同盐含量下，对水泥浆稠化性能的影响，结果见表 2。
GH-9油井水泥缓凝剂的性能与作用机理研究王慧贤;才世杰;张广峰;李玉山;段爱萍;孔德强;张冰【摘要】研究了GH-9油井水泥缓凝剂对水泥浆的稠化时间、流变性能和水泥石抗压强度的影响,通过XRD、SEM、能谱分析,研究缓凝剂的缓凝机理.结果表明:GH-9缓凝剂与降失水剂和早强剂复掺时,掺量仅0.2%即可达到延长稠化时间60 min以上的缓凝效果,并且水泥浆稠化曲线形态良好、呈直角稠化、过渡时间短、初始稠度低、掺量与稠化时间呈线性关系,不会对水泥石的后期抗压强度发展产生不利影响,在单掺掺量超过1%时具有很好的分散效果.通过物相分析和显微结构分析,加入缓凝剂后在水泥水化初期对于水化产物C-S-H凝胶抑制作用不明显,但是能有效地抑制Ca(OH)2晶体的形成和生长,从而延缓水泥水化诱导期,使稠化时间延长.%The effects of GH-9 oil well cement retarder on the thickeningtime,rheological property and compressive strength of cement paste were studied. Through XRD,SEM,energy spectrum analysis and other methodsto explore the retarding mechanism of the retarder. The results showedthat when mix with the fluid loss additive and early strength agent,only 0.2% content of GH-9 can reach retarding effect with extension thickening time over 60 min. The thickening curve of cement slurry is good in shape with right angle thickening,short transition time and low initial consistency. The mixing amount and thickening time is linear. It will not adversely affect the development of the later compressive strength of cement stone. It has a very good dispersion effect in the mixing amount of more than 1%. By phase analysis and microstructure analysis,in the initial stage of cement hydration,the inhibi-tion effect of C-S-H gel on hydration products is notobvious. But it can effectively inhibit the formation and growth of Ca(OH)2 crystal,so as to delay the induction period of cement hydration,and prolong the time of thickening.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)007【总页数】6页(P6-10,75)【关键词】G级油井水泥;缓凝剂;稠化时间;水化机理【作者】王慧贤;才世杰;张广峰;李玉山;段爱萍;孔德强;张冰【作者单位】河南同力水泥股份有限公司,河南郑州 450008;郑州大学,河南郑州450001;华北水利水电大学,河南郑州 450045;河南同力水泥股份有限公司,河南郑州 450008;河南省同力水泥有限公司,河南鹤壁 458008;河南省同力水泥有限公司,河南鹤壁 458008;河南建筑材料研究设计院有限责任公司,河南郑州 450002;河南同力水泥股份有限公司,河南郑州 450008;郑州大学,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TU528.042.3随着油气易采、可采储量的逐渐减少，油田勘探开发已向深井、超深井和复杂井方向发展，地质条件的复杂性给固井工程带来了许多困难和挑战[1]。
缓凝剂作用机理及对水泥混凝土的性能影响研究发布时间：2021-06-08T14:30:31.220Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：于海熊军[导读] 摘要：缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。
天津市政工程设计研究总院有限公司天津市 300392摘要：缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。
本文从缓凝剂对水泥混凝土的作用机理进行研究，并对施工控制措施提出具体要求，以期为提高混凝土的路用性能提供技术支撑。
关键词：缓凝剂；混凝土；作用机理；1 缓凝剂的作用机理一般来讲，多数有机缓凝剂有表面活性，它们在固-液界面上产生吸附，改变固体粒子表面性质；或是通过分子中亲水基团吸附大量水分子形成较厚的水膜层，使晶体从相互接触到屏蔽，改变了结构形成过程；或是通过其分子中的某些官能团与游离的Ca生成难溶性的钙盐吸附于矿物颗粒表面，从而抑制水泥的水化进程，起到缓凝效果。
大多数无机缓凝剂能与水泥生成复盐（如钙矾石），沉淀于水泥矿物颗粒表面，抑制水泥水化。
缓凝剂的机理较为复杂，通常是以上多种缓凝剂机理综合作用的结果。
图1 缓凝剂原理图1.1 无机缓凝剂作用机理水泥凝胶体凝聚过程的发展取决于水泥矿物的组成和胶体粒子间的相互作用，同时也取决于水泥浆体中电解质的存在状态。
如果胶体粒子之间存在相当强的斥力，水泥凝胶体系将是稳定的，否则将产生凝聚。
电解质能在水泥矿物颗粒表面构成双电层，并阻止粒子的相互结合。
当电解质过量时，双电层被压缩，粒子间的引力强，水泥凝胶体开始凝聚。
此外，高价离子能通过离子交换和吸附作用来影响双电层结构。
胶体粒子外界的高价离子可以进入胶体粒子的扩散层中，甚至紧密层中，置换出低价离子，导致双电层中反号离子数量减少，扩散层减薄，动电电位的绝对值也随之降低，水泥浆体的凝聚作用加强，产生凝聚现象；同样的道理，若胶体粒子外界低价离子浓度较高时，可以将扩散层中的高价离子置换出来，从而使动电电位绝对值增大，颗粒减斥力增大，水泥浆体的流动能力提高。
超缓凝型聚羧酸减水剂的研制及应用发布时间：2022-07-24T02:26:00.567Z 来源：《工程管理前沿》2022年第3月5期作者：刘思远刘勇[导读] 随着经济的发展，城市化进程进一步推进，一些超高、超大型、超深工程也随之出现刘思远刘勇山东科润赢新材料科技有限公司，山东济南251601摘要：随着经济的发展，城市化进程进一步推进，一些超高、超大型、超深工程也随之出现。
特别是随着车站的建设，在深基坑支护结构中，采用钻孔咬合桩技术，对混凝土的凝结时间有更高的要求，要求混凝土终凝时间达到72小时以上，必须满足混凝土的施工质量要求。
目前，国内市场上的减水剂对混凝土终凝时间的控制一般在10小时左右，很难达到钻孔夹桩技术的要求，因此研制一种凝结时间在72小时以上的超慢速聚羧酸减水剂势在必行。
本试验采用聚羧酸减水剂，将三种不同的缓凝组分及其复合物D混合，探讨不同的混凝组分对水泥净浆流动性、凝结时间及混凝土各项工作性能的影响。
关键词：超缓凝聚羧酸减水剂；发展；应用分析研究混凝土的坍落度损失一直是研究的热点，化学外加剂主要用于控制混凝土的坍落度损失。
聚羧酸高效减水剂是一种梳状结构可调的混凝土高效减水剂，可用于配制各种高性能混凝土。
聚羧酸高效减水剂的分子量、侧链长度和吸附基团会影响混凝土的保水剂性能。
保穴聚羧酸高效减水剂主要在分子中引入酯基，储存部分锚定基，并在水泥碱性条件下通过缓慢水解释放锚定基。
混凝土坍落度损失是由于水泥浆中减水剂浓度的降低引起的。
水泥浆中减水剂含量降低越快，水泥浆的流动性损失越快。
但普通硅酸盐水泥的初凝时间基本在3h左右。
为了实现长期滞留，必须探索缓凝剂和聚羧酸减水剂之间的协同滞留效应。
1超缓凝聚羧酸减水剂的研制1.1原材料⑴聚羧酸高性能减水剂，自制；⑵葡萄糖酸钠，诸城曙光生物科技有限公司，工业级；⑶ A多羟基醛，天津致远化学试剂有限公司，分析纯；⑷一种有机酸，天津致远化学试剂有限公司，分析纯。
![一种混凝土超缓凝剂[发明专利]](https://uimg.taocdn.com/1c3f6179e55c3b3567ec102de2bd960590c6d9d5.webp)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510665682.2(22)申请日 2015.10.16C04B 24/38(2006.01)C04B 103/22(2006.01)(71)申请人江苏名和集团有限公司地址212000 江苏省镇江市润州区润州工业园区五州山茶场内(72)发明人马树泉 臧军 邓明超(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204代理人汤磊(54)发明名称一种混凝土超缓凝剂(57)摘要本发明公开了一种混凝土超缓凝剂，包含按以下重量份配比的各组分：乙二胺四亚甲基磷酸15-20份、氨基三亚甲基磷酸10-15份、羟甲基丙基纤维素15-20份、白糖10-15份、水30-50份，各组分总计共100份。
本发明的优点是掺量只需胶凝材料质量的0.3-0.5%，但缓凝时间能延长至80-100小时，28天凝结时间不下降，但混凝土的后期强度仍然达标，相比普通缓凝剂，产品成本低，经济指标和技术指标兼具。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页CN 105110696 A 2015.12.02C N 105110696A1.一种混凝土超缓凝剂，其特征在于包含按以下重量份配比的各组分：乙二胺四亚甲基磷酸15-20份、氨基三亚甲基磷酸10-15份、羟甲基丙基纤维素15-20份、白糖10-15份、水30-50份，各组分总计共100份。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土超缓凝剂，其特征在于：所述乙二胺四亚甲基磷酸为工业品液体，质量浓度为50%。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土超缓凝剂，其特征在于：所述氨基三亚甲基磷酸为工业品液体，质量浓度为40%。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土超缓凝剂，其特征在于：所述羟甲基丙基纤维素为工业品，粘度为100000mPa·s。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土超缓凝剂，其特征在于：所述白糖为工业品，纯度为99%。
混凝土超缓凝剂在钻孔咬合桩施工中的研究与应用[摘要]针对钻孔咬合桩的施工特点配制出新型的混凝土超缓凝外加剂(HLC-NAF2),该产品具有较高的分散性能,掺加后混凝土坍落度经时损失小,缓凝时间可达60~80h,在南京地铁2号线深基坑围护工程钻孔咬合桩施工中得到了成功应用。
[关键词]超缓凝外加剂;钻孔咬合桩;应用1 概述在一些大型的混凝土工程中,如用于深基坑围护结构的桩排式挡土墙,该结构为使桩与桩之间的衔接紧密而使挡土墙具有一定挡水的能力,常要求在后续施工的钻孔桩在施钻时,同时能对前期已浇筑完毕的钻孔桩桩身混凝土进行适量的钻削,以求后续施工的钻孔桩与前期施工完毕的钻孔桩相互咬合连成一个整体,而达到使桩排式挡土墙具有挡水的能力[1]。
工程施工中的这些特殊的需求,通常需要混凝土的凝结时间延长十几小时甚至是几十小时,并且不能影响混凝土的后期强度。
显然,普通缓凝剂已无法满足要求,为此研制超缓凝外加剂具有极其现实的意义。
超缓凝剂研究较多的国家主要是日本,尽管研究开发品种较多,但在工程中有效使用和在市场销售的品种却不多。
我国也有部分单位开展这方面的研究[2-5],南京瑞迪高新技术公司根据国内外最新科研成果,采用全新科技手段,研制成功了一种具有超常缓凝能力的新型混凝土外加剂HLC-NAF2超缓凝泵送剂。
其缓凝效果显著,兼有高效减水、保塑、保水等性能。
该产品分散性强,坍落度经时损失小,混凝土缓凝时间可达60~80h,有效降低了混凝土的水化温升。
2 超缓凝泵送剂的产品及性能2·1 超缓凝泵送剂的产品检测由于目前没有专门的超缓凝外加剂技术标准,因此对该产品的检测参考GB8076-1997《混凝土外加剂》的标准要求,检测结果见表1和表2。
HLC-NAF2超缓凝泵送剂是根据工程特殊要求研制的外加剂,其掺外加剂混凝土的凝结时间较长,从而影响混凝土的3d抗压强度比,故检测中该指标不做要求。
2·2 超缓凝泵送剂的产品及性能研究2·2·1 与水泥的适应性试验针对三家不同厂家的水泥,采用测定掺超缓凝泵送剂的水泥净浆流动度和混凝土拌合物的坍落度、扩展度等指标,研究其与不同水泥之间的适应性,试验结果见表3、表4。
254CPCI 中国石油和化工石油工程技术新型油井水泥高温缓凝剂的研发与评价魏继军（中国石油集团长城钻探工程有限公司固井公司 辽宁盘锦 124010）摘 要：本文针对公司高温缓凝剂完全依赖外购，没有高温缓凝剂的核心技术等问题。
为了满足公司发展的需要，在室内进行一系列的试验，自主研发出一种成本适中、环境友好型的高温缓凝剂—GWR-300L。
GWR-300L采用螯合机理可以达到较好的缓凝效果，同时在室内对GWR-300L的性能进行评价。
GWR-300L的抗温能力能够达到150℃，加量与稠化时间基本呈线性关系，缓凝剂的加量对抗压强度影响不大，且对失水也无较大影响。
该缓凝剂与降失水剂GWF-200L配伍性良好等。
同时与目前国内应用的一些缓凝剂进行比较，该缓凝剂已经达到国内先进的水平。
关键词：固井 高温缓凝剂 GWR-300L 稠化时间 抗压强度前言：目前我国的油气资源大部分埋藏在深处，仅有百分之二十七的部分处于较浅处，目前主要的开发方式是深井高温的开发方式，高温深井基础设施也在不断地完善，随着石油工业的迅速发展，超深井和中深井是目前发展的主要方向，国内目前的一些油井水泥缓凝剂用于100℃以上普遍存在着一些缺陷，对于温度的控制相对比较敏感，大部分的缓凝剂过缓凝或者是不够凝结，温度的控制难以掌握，适用的范围一般要控制在40度左右，而大部分的缓凝剂为指数型，在工程中难以控制。
当温度产生变化时，对固井作业安全产生负面影响，水泥石的强度的变化会增大。
深井的高温高压、井段长、延迟固井等情况和特点要求水泥浆在一定时期内保持可泵性。
所以说经济效益减少候凝时间温油井水泥缓凝剂势在必行。
目前在我国，高温深井技术还不够完善，需要加强此方面的研究。
1 水泥水化及缓凝作用的化学原理影响水泥水化的方面是多种多样的，水泥的水化主要就是指水和矿物质之间发生的微妙的化合反应，也就是水泥硬化和稠化的一个过程，主要可以应用缓凝剂来延迟水泥的硬化，缓凝剂是一种添加剂，目前主要的理论分为以下四个形式; 沉淀理论、吸附理论、络合理论、成核理论。
超缓凝技术在混凝土中的研究应用麻鹏飞;权伟博;陈东【摘要】本文探讨了外加剂、矿物掺合料、环境温湿度等因素对超缓凝混凝土性能的影响,试验数据结果:混凝土凝结时间随着超缓凝剂掺量增加而延长;超缓凝剂相同掺量下,高水灰比时,超缓凝剂能有效抑制胶凝材料水化反应进程,增加了混凝土凝结时间;在同一基准下,固定超缓凝剂掺量,提高矿物掺合料的掺量能延长凝结时间;在低温、高湿条件下有利于延长混凝土凝结时间.通过优化配合比参数,成功配制出凝结时间为72 h的超缓凝混凝土,28 d抗压强度符合要求,60d抗压强度无损失,能满足施工要求.【期刊名称】《水泥工程》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P82-85)【关键词】混凝土;超缓凝剂;工作性能;掺合料【作者】麻鹏飞;权伟博;陈东【作者单位】中建西部建设股份有限公司建材科学研究院,新疆乌鲁木齐830001;四川华西绿舍建材有限公司,四川成都610051;四川华西绿舍建材有限公司,四川成都610051【正文语种】中文【中图分类】TQ172.60 前言随着高性能混凝土技术的发展，超缓凝混凝土技术有了一定的市场需求，超缓凝混凝土要求混凝土凝结时间达到72h以上，且必须有足够后期强度。
超缓凝混凝土一般应用于大体积混凝土工程，可有效防止因水泥水化温升导致的温度裂缝；针对夏季炎热天气和长距离运输，超缓凝技术可防止混凝土因坍损过快失去工作性；针对工期紧张，可避开夜间施工，灵活调整工序；改善混凝土接触面粘接力代替人工凿毛[1]；超缓凝混凝土技术应用于无黏接预应力体系中，形成缓黏接预应力作用[2]。
根据现有文献和工程实例，普通缓凝剂一般只能缓凝几个小时至十几小时，若提高缓凝剂掺量，虽然会延长混凝土的凝结时间，但也会导致混凝土后期强度急剧降低，甚至松溃无强度[3-4]。
国外报道缓凝剂缓凝时间一般小于48h，但混凝土后期强度都普遍存在不同程度损失现象[5,6]。
本课题采用一种超缓凝剂，凝结时间大于72h，60d强度基本无损失。
新型高温缓凝剂LPA的制备及性能评价章节一：绪论- 缓凝技术的意义和发展历史- 高温缓凝剂的研究现状章节二：LPA的制备- 材料和试剂的选择- 实验条件的优化- 制备出的LPA的物化特性分析章节三：LPA的性能评价- 对不同水泥的缓凝性能测试- 对不同材料的加量测定- 对强度、孔隙度等性能的评价- 与常规缓凝剂的对比试验章节四：LPA的机理研究- 分析LPA的吸附、流变、反应等机理- 探究LPA的缓凝原理章节五：结论与展望- 对本次实验结果的总结和评价- 针对LPA的进一步研究方向和应用前景进行展望一、绪论缓凝技术是水泥混凝土中普遍采用的一种技术，它能明显改善混凝土灌注性、提高未凝结混凝土的延展性，降低未凝结混凝土流体性，并减少出现的龟裂、偏沉、泄漏等问题。
这在建筑结构、桥梁、隧道施工等工程领域具有广泛的应用前景。
然而，传统的缓凝剂存在一些缺陷，如在高温环境下缓凝效果不佳、对水泥的强度有一定影响等，因此研究新型缓凝剂是必要的。
高温缓凝剂是近年来发展出的一种缓凝剂，其主要作用是提高水泥在高温环境下的缓凝性能，能够减少由于混凝土升温过快引起的龟裂、偏沉等问题。
如何研究并制备高效的高温缓凝剂一直以来都是工程界关注的重点。
本文介绍了一种新型的高温缓凝剂——LPA（Low-phosphorus Accelerator）。
通过实验研究，分析了LPA的制备、性能评价和机理研究。
LPA在制备过程中对材料和试剂进行了选择和优化，制备出了性能稳定的高温缓凝剂。
LPA还对不同材料的加量测定、强度、孔隙度等性能进行了评价，并与常规缓凝剂进行了对比试验，证明了LPA的优异性能。
此外，文章还对LPA的吸附、流变、反应等机理进行了研究。
总之，本文针对传统缓凝剂在高温环境下效果不佳等问题，通过实验研究制备了一种新型高温缓凝剂——LPA，提高了水泥在高温环境下的缓凝性能。
此外，文章还对LPA的各种性能进行了评价和研究。
LPA的研究为提高混凝土工程质量、保证工程安全和长久稳定运行提供了一个参考。
双组分复合型超缓凝剂性能研究
宋仁义;何润芝
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】本文试验了几种无机和有机缓凝剂及其双组分复合缓凝剂的系列性能.结果表明双组分复合缓凝剂显著延长混凝土凝结时间达16～20小时,而不降低混凝土各龄期强度,达到低掺量超缓凝的效果.
【总页数】3页(P42-44)
【作者】宋仁义;何润芝
【作者单位】武汉理工大学,湖北,武汉,430070;湖北省水利水电科学研究所,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.042.3
【相关文献】
1.缓凝剂复配对超早强灌浆料性能影响研究 [J], 孙长征;张晓平;赵同峰
2.复合型超缓凝剂的研究 [J], 吴鑫;王启雁;江晓君
3.新型高保塑超缓凝剂的研制与性能研究 [J], 唐玉超;陈良;罗作球;袁启涛;王婵;
4.WHⅡ型超缓凝剂对混凝土耐久性能影响的试验研究 [J], 马立国;崔淑梅;宋宏伟;门晓杰;王立久
5.高分子聚合物/有机物复合型高温缓凝剂的构建及其性能研究 [J], 姚明;任强;叶智;霍锦华
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新型超缓凝剂性能研究及作用机理探讨唐玉超1，陈良2，罗作球2，袁启涛2，王婵1（1. 中建商品混凝土有限公司，湖北武汉 430000；2. 中建商品混凝土天津有限公司，天津 300457）［摘 要］保坍缓凝剂的研究是近年来国内外混凝土技术研究的几个热点之一。
自主设计研发的混凝土超缓凝剂保坍、缓凝效果优良，一定程度上可改善混凝土和易性，提高混凝土 28d 抗压强度，降低水泥水化最高温升，减少混凝土收缩。
特别适用于大体积、超大超长桩基等对混凝土水化温升、凝结时间及收缩有特殊要求的工程。
微观分析表明，超缓凝剂严重抑制了水泥中C3S 和 C3A 两种主要矿物的早期水化，但是对水泥中后期水化无明显影响。
［关键词］还原剂；聚羧酸减水剂；合成研究Performance research and mechanism investigate of new super-retarding agentTang Yuchao1, Chen Liang2, Luo Zuoqiu2,Yuan Qitao2, Wang Chan1( 1. China Construction Ready Mixed Concrete Co.,Ltd, Wuhan 430000, Hubei,China;2. China Construction Ready Mixed Concrete Tian Jin Co.,Ltd., Tianjin 300457, China)Abstract: The study of concrete slump retarder is one of several hot spots at home and abroad in recent years. Concrete super-retarding agent designed and developmented independently has excellent slump-retaining and retarding effect. New concrete super-retarding agent improves the workability of concrete, improves the compressive strength, reduces the maximum temperature rise of cement hydration, reduces shrinkage of concrete helped to improve concrete volume stability, especially for large volume, long oversized pile of concrete and other concrete which has special requirements to hydration temperature, setting time and shrinkage. Microscopic analysis showsthat new concrete super-retarding agent inhibites severely the early hydration of two main mineral C3S and C3A of cement but has nosignifi cant effect on the post-hydration.Keywords: reducing agent; polycarboxylate superplasticizer; research of synthesis0 引言混凝土超缓凝剂是一种能够在长时间内任意调节混凝土凝结时间，但不影响混凝土后期强度的外加剂。
这种外加剂主要用于在长时间干燥、高温环境下施工的混凝土工程，以及其他要求混凝土保持长时间塑性的工程[1]。
目前世界上研究和使用此种缓凝剂较多的是美国、日本、南非等国家和地区。
混凝土超缓凝剂是一种跨国公司开发并被技术垄断的一种新型的具有优良施工性能的混凝土外加剂，目前在国内还没有同类产品[2]。
目前，国内外应用的混凝土保塑缓凝剂分为两大类，无机类和有机类。
无机类主要包括硼砂、氧化锌、磷酸盐和偏磷酸盐等。
无机保塑缓凝剂的作用机理在于在水泥颗粒表面形成一层难溶性的膜，阻碍水泥水化过程。
无机盐类保塑缓凝剂的缓凝作用表现得不够稳定，因而较少使用[3]。
有机类主要包括木质素磺酸盐、羟基羧酸（盐）、糖类及碳水化合物、多元醇及其衍生物等。
有机保塑缓凝剂中，特别是各种羟基羧酸及其盐类，如酒石酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、葡萄糖酸及它们的盐是常用的保塑缓凝剂，它们往往与促凝剂或速凝剂一起复合用于快凝快硬水泥的调凝，其中以葡萄糖酸盐的效果最佳[4]。
但目前这些缓凝剂均存在一些缺陷：一是适用范围小，只能在较短时间内保持混凝土塑性，当掺量超过一定值后，混凝土会出现不凝、强度下降等问题；二是缓凝剂与目前广泛应用的各类减水剂、水泥品种适应性较差。
传统混凝土缓凝剂已不能满足社会发展的需要。
针对传统超缓凝剂的不足，本文从水泥水化机理研究，确定可以延缓水泥水化的分子构型，通过目标反应物的优选、合成工艺控制与优化，制备出混凝土新型超缓凝剂。
混凝土新型超缓凝剂合成方式简单，反应条件缓和，绿色无污染；原材料广泛易获取，成本低廉。
1 原材料与试验方法1.1 原材料水泥：采用 P·O42.5 水泥，密度 3.1g/cm3，比表面积3500cm2/g，标准稠度用水量 26%，安定性采用沸煮法合格，初凝时间 213min，终凝时间 325min，3d 抗压强度 27.5MPa，28d 抗压强度 49.2MPa。
水泥氯离子及碱含量合格。
粉煤灰：采用Ⅰ级粉煤灰，其特点是含碳量低、需水量小。
细度 10.3%，烧失量 2.6%，需水量比为 93%，Cl- 含量0.012%，SO3含量 1.3%，游离 CaO 含量 0.2%。
粒化高炉矿渣粉：采用 S95 级矿粉，比表面积 4180cm2/ g，流动度比为 97%，7d、28d 活性指数分别为 83%、98%。
细集料：采用天然中粗河砂。
表观密度 2.68g/cm3，细度模数 2.6，含泥量 1.3%，泥块含量 0.4%。
粗集料：采用的 5～31.5mm碎石，表观密度 2.82g/cm3，针片状含量 5.0%，含泥量 0.5%，压碎指标 10%，泥块含量0.15%。
外加剂：为了尽量排除减水剂的保塑作用对新型超缓凝剂的影响，选用聚羧酸减水剂母液，减水率高，与水泥和易性好。
1.2 试验方法混凝土坍落度与坍落扩展度测定方法参照国家标准 GB/T 50080—2011《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》。
混凝土力学性能测定方法参照国家标准 GB/T 50081—2011《普通混凝土力学性能试验方法标准》。
水泥水化温升测定方法参照国家标准 GB/T 12959—2008《水泥水化热测定方法》。
收缩性能测定方法参照国家标准 GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中非接触法。
X 射线衍射分析采用日本 Rigaku（理学）电机株式会社生产的型号为 D/Max-RB 的转靶 X 射线衍射仪。
SEM 测试采用 JEOL JSM-5610LV 型扫描电子显微镜观测样品的表面形貌。
1.3 新型超缓凝剂的合成原理结合各种具有缓凝效果的功能助剂的分子结构，从合成原材料、氧化还原剂的选择及其用量、合成温度、时间的控制等各个方面进行了合成研究，并通过试验检测，选择出其中缓凝效果最好的超缓凝剂，并确定了较优的合成路线。
合成原理：利用酸酐与亚磷酸或其酯发生亲核加成—消除反应，生成的羰基化合物在金属盐催化剂作用下，进一步与亚磷酸或其酯发生羰基加成反应，合成所需超缓凝剂。
反应式如下：2 新型超缓凝剂性能研究2.1 新型超缓凝剂对混凝土工作性能与力学性能影响研究混凝土新型超缓凝剂对混凝土具有良好的保塑及缓凝性能，为了验证其保塑缓凝性能，将其作为外加剂添加到混凝土中，研究其对混凝土工作性能及力学性能的影响。
新型超缓凝混凝土配合比见表 1，配合比中除了新型超缓凝剂掺量不同外，其他原材料与用量完全相同，混凝土坍落度、扩展度见表 2。
由表 2 可见，随着新型超缓凝剂掺量的增加，新拌混凝土坍落度、坍落扩展度逐渐增大；保坍时间逐渐延长；掺量为 2.0‰时，混凝土保坍时间为 24h 左右，掺量为 3‰时，保坍时间达到 28h，坍落度损失仅为 8%，扩展度损失小于13%，保坍缓凝性能优良。
表 1 新型超缓凝混凝土配合比编号超缓凝剂掺量(‰)配合比/(kg/m3)水泥粉煤灰矿粉干砂碎石水聚羧酸超缓凝剂C40-00260100608301070160 5.750 C40-1 2.0260100608301070160 5.750.84 C40-2 2.5260100608301070160 5.75 1.05 C40-3 3.0260100608301070160 5.75 1.26表 2 新型超缓凝混凝土的工作性能编号坍落度/扩展度(mm/mm)0h18h24h28hC40-0235/565干，无流动性干，无流动性干，无流动性C40-1230/560220/605200/450干，无流动性C40-2240/590230/590230/570220/520C40-3250/630245/620235/570230/550不同掺量新型超缓凝剂混凝土抗压强度见图 1。
图 1 新型高保塑超缓凝剂对混凝土抗压强度的影响由图 1 可知，掺加新型超缓凝剂混凝土早期强度较空白混凝土有所降低，掺量越大，7d 强度降低越大，掺量为3‰时，混凝土 7d 强度降低 8% 左右；但是，掺加掺加新型超缓凝剂混凝土 28d 抗压强度有增大趋势，掺量为 2‰时，混凝土 28d 抗压强度较空白样提高 5% 左右，掺量为 2.5‰时，混凝土 28d 抗压强度能够达到空白混凝土强度，掺量为 3‰时，混凝土 28d 强度略有降低。
因此，考虑混凝土强度，新型超缓凝剂掺量不宜大于 3‰。
2.2 新型超缓凝剂对水泥水化的影响研究W/C=0.29，聚羧酸系减水剂固体掺量 0.2%（质量分数，占水泥），研究混凝土新型超缓凝剂对水泥水化的影响。
新型超缓凝剂掺量分别为 0、1.0‰、2.0‰、3.0‰，测定水泥浆体 5 天水化温升。
试验结果见图 2 所示。
由结果可知，超缓凝剂延缓了水泥水化最高温度出现的时间，且降低了水化最高温度。
空白样水化最高温度为83.5℃，出现在水化开始后 10h 左右，而掺加 1.0‰、2.0‰、3.0‰新型超缓凝剂水泥样品水化最高温度分别降低至 81.1、63.5、54.2℃，最高温度出现时间分别延长至 24h、53h、98h。
