速凝剂是一种能够使水泥浆体、砂浆或混凝土迅速凝结硬化，而不过分影响其长期强度的化学外加剂。自速凝剂开始生产和使用以来，其凭借在速凝与早强方面的显著特点，现已成为喷射混凝土的重要组成材料之一，特别是随着地下工程数量的增多、规模的宏大，速凝剂作为混凝土的组成材料，不仅越来越重要，而且在某些特定工程更是不可或缺，广泛应用于矿山井巷、隧道等工程的锚喷支护，以及堵漏与抢修等工程。
速凝剂的应用主要是以喷射混凝土为载体的。喷射混凝土借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将掺有速凝剂的拌合物，通过管道输送并以高速喷射到结构表面而凝结硬化，其施工方法包含了运输、拌合、喷射等多道工序。按照混凝土在喷射口处的状态，喷射施工可分为干式喷射与湿式喷射两种，而无论干式或湿式的喷射混凝土施工，速凝剂均是必不可少的外加剂。速凝剂的种类与品质直接影响喷射混凝土的质量，因此，国内外关于喷射混凝土的研究均把速凝剂放在非常重要的位置。
速凝剂的主要品种及其组成
速凝剂种类繁多，根据性质与状态，大致可以分为碱性粉状、碱性液态、无碱(低碱)粉状和无碱(低碱)液态四大类速凝剂。
1 碱性粉状速凝剂
主要速凝成分为铝酸盐、碳酸钠和生石灰。
第1种速凝剂由铝氧熟料、碳酸钠、生石灰，按质量比1：1：0.5的比例配制而成，其细度接近于水泥。成分中铝酸钠占20%、氧化钙占20%、碳酸钠占40%，其余为无速凝作用的硅酸二钙、硅酸钠和铁酸钠等成分。
第2种速凝剂是由铝矾土、碳酸钠和生石灰按一定比例配合成生料，将生料在1300℃左右的高温下煅烧成铝氧烧结块，再将其与无水石膏按质量比3：1共同粉磨制成。在711型速凝剂产品中，铝酸钠质量占37.5%，无水石膏质量占25%，其余为硅酸二钙和中性钠盐等。在适宜掺量下，速凝剂可使水泥净浆在5min内初凝，10min内终凝，提高混凝土的早期强度，但会使其28d强度有所降低。
第3种速凝剂是由矾泥、铝氧熟料和生石灰按质量比6.78：1.32：1.00的比例配制而成，主要化学成分为Al2O3、CaO、SO3、SiO2、Fe2O3、K2O、Na2O等，此类速凝剂含碱量相对较低，可使混凝土早期强度发展加快，后期强度损失相对较小。
2碱性液态速凝剂
碱性液态速凝剂主要有硅酸钠型和铝酸盐型两种。
硅酸钠型液态速凝剂以钠水玻璃（硅酸钠）为主要成分，为降低黏度需加入重铬酸钾，或亚硝酸钠、三乙醇胺等成分。其生产方法是将水玻璃调整到波美度30，再适当加入其他辅料。主要产品有奥地利的西卡-1，瑞士的西古尼特-W。 这类速凝剂可加速混凝土的凝结、硬化，早期强度高、抗渗性好，可以在低温下施工，缺点是收缩大，碱含量仍然很高，混凝土后期强度也有所损失。
铝酸盐型液态速凝剂主要由铝酸钠(约占50%)、氢氧化钠(或碳酸钠)、三乙醇胺与减水剂、增粘剂等组分溶解于水而制成。其常用掺量一般为胶凝材料质量的2.5%-5.5%。其作用效果通常受水泥熟料的化学成分、混合材种类和掺量以及水泥的细度等多种因素的影响，并且由于碱性物质的存在，混凝土后期抗压强度损失较大(20%-25%)。
3 无碱(低碱)粉状速凝剂
无碱(低碱)粉状速凝剂是20世纪90年代初开始使用的一类速凝剂。如采用CaCl2与Al2(SO4)3复合制成的无碱粉状速凝剂，可使混凝土后期强度损失减低至15%以下，但因Cl-的引入会加速钢筋锈蚀，该速凝剂没有得到推广。
也有主要是以铝酸钙为主要速凝组分的粉状速凝剂，其掺量在6%-12%。这种速凝剂直接与水发生反应产生大量水化铝酸钙致使水泥浆体快速凝结，而不与水泥发生化学反应。
无碱(低碱)粉状速凝剂虽然碱含量较低，混凝土抗压强度损失相对较小。但这类速凝剂在使用过程中仍无法xx粉状速凝剂普遍存在的混合不均匀、粉尘大等缺陷，且受潮后会严重影响它们的速凝效果。实际应用时，这类速凝剂需要在干燥设备中贮存，阻碍了其推广与应用。
4无碱(低碱)液态速凝剂
国外对无碱(低碱)液态速凝剂的研究始于20世纪70年代。研究人员使用铝酸钠或铝酸钾、醇胺等配制出了低碱液态速凝剂。其中，铝酸盐作为主要促凝物质，并加入了能起到早强和增稠的作用的醇胺。此类速凝剂碱含量减低至10%-20%，混凝土28d抗压强度比保持在70%-80%之间。随后，研究人员分别利用铝酸钙、铝酸钙和石膏、硫酸铝和冰晶石、硫酸铝等，对铝酸钠或铝酸钾液态速凝剂进行改性，进一步降低了产品的碱含量。为提高液态速凝剂产品的稳定性，还配合使用了无机酸、羧酸、链烷醇胺、酰胺、有机醇等改性组分，这也有助于增加喷射混凝土的粘聚性。
目前，以硫酸铝替代部分碱金属盐类物质所配制的速凝剂，作为新型无碱(低碱)液态速凝剂，在市场上生产与应用较广泛。这类速凝剂品种很多，且组成成分和配制工艺也存在较大差别。举例如下。
1) 以硫酸铝为主要组分的速凝剂
这种速凝剂中起速凝作用的主要是铝离子，但因为硫酸铝的溶解度较小，溶液不稳定，大部分存在掺量较高、早期强度偏低和后期强度损失较大的缺点。
2) 以硫酸铝和铝酸钠为主要组分的速凝剂
硫酸铝和铝酸钠在一定条件下可反应生成聚合硫酸铝，使得溶液中铝离子含量增加，然而聚合硫酸铝的稳定性较差，目前主要采用掺加稳定剂和调节pH值的方法来抑制铝离子的水解，延长其存储期。这类速凝剂对水泥后期强度影响较小，对不同类型的水泥适应性良好。但从根本上来说，掺加铝酸钠时会不可避免的引入钠离子，这与速凝剂向无碱方向发展的趋势是相悖的。
3) 以硫酸铝和氢氧化铝为主要组分的速凝剂
硫酸铝和氢氧化铝可直接反应生成聚合硫酸铝，简化了硫酸铝和铝酸钠反应先生成氢氧化铝再生成聚合硫酸铝的反应过程，并且{zd0}程度的引入了铝离子。其优点是不会引入碱金属离子，缺点是氢氧化铝使用比例较大，成本较高，且这类速凝剂稳定性差，容易沉淀、结晶，不利于长期储存使用。
4) 硫酸铝与其他成分搭配制备的速凝剂
硫酸铝也可以与化钠、硫酸镁等进行配合，形成速凝剂产品。但化钠和硫酸镁都存在一定的缺点。如化钠能够促进水泥水化产物的形成，缩短水泥的凝结时间，提高混凝土的强度，同时还可作为络合物的形成剂，能够与硫酸铝形成稳定的络合物体系，增加铝离子在水溶液中的稳定性，但缺点是引入了碱金属离子。硫酸镁能提高混凝土的早期强度，改善速凝剂对水泥的适应性，但掺量过多时会因引入过多的硫酸根离子，增加生成二次钙矾石的可能性，降低混凝土的耐久性能。
