CN106587699B - 一种水泥速凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

提供一种多成分复配，协同作用的水泥速凝剂，其制备原料包括：氢氧化铝、氢氧化钠、三乙醇胺、氟化钠、β‑萘磺酸钠、硫酸钠、氯化钠和水。所述速凝剂相比同类产品，加入混凝土中之后，凝结时间进一步缩短，同时强度性能也有所提高。

Description

一种水泥速凝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土外加剂及其制备方法，具体涉及一种水泥速凝剂及其制备方法。

背景技术

矿山、隧道等地下工程建设的喷射混凝土的施工中，除了对混凝土的强度有较高要求以外，对于其施工性能也有着很高的要求，尤其是对于繁忙路段的施工，往往要求即时喷射，即时使用。速凝剂能够使混凝土或砂浆迅速凝结硬化，加快混凝土拌合物的凝结，并能够一定程度上提高早期强度。

CN101139183A公开了一种新型低碱液体速凝剂的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)铝酸盐复合母液制备：将氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝加入到水中，然后加热到95～120℃，反应2～3h的得到铝酸盐母液；所述氢氧化铝为20～40％、氢氧化钠为15～25％、氢氧化钾为15～25％、水为20～40％，且氢氧化钠和氢氧化钾的质量比为1∶(1～1.5)；(2)改性剂的制备：将氟化钠先溶解于水中，然后加热到30～60℃，再将硅酸盐加入到氟化钠水溶液中，形成透明的溶液，所述的氟化钠质量为3～10％、硅酸盐为5～20％、水为50～90％；(3)新型低碱液体速凝剂的制备：将步骤(2)制备的改性剂滴加到步骤(1)制备的铝酸盐复合母液中，充分搅拌，搅拌速度为200～500rpm/min，控制改性剂与铝酸盐母液的质量比为3.1～5.5，反应温度为30～60℃，滴加完成后保温反应1h，即制得新型低碱液体速凝剂。该发明在铝酸盐复合母液制备过程中，通过控制合成的铝酸钠和铝酸钾的比例，大大提高了母液的储存稳定性，有效抑制了沉淀的产生；采用硅酸钠和氟化钠作为改性剂，有效地控制了液体速凝剂的初凝和终凝时间；新型低碱液体速凝剂可采用常规方法实现工业化生产，过程中无凝胶，控制工序简单，成本较低，满足大规模工业生产的要求。但是，该发明中所述速凝剂对于混凝土凝结时间和强度性能的改进还需进一步提高。

CN103058565A一种增强、低回弹适用于湿喷工艺的液体速凝剂，其物料配比为：硫酸铝1～4重量份、三乙醇胺0.01～0.20重量份、二乙醇胺0.02重量份、硝酸0.05～0.25重量份、聚丙烯酸0.02～0.08重量份。该液体速凝剂用于喷射混凝土湿喷工艺，能较好克服喷射混凝土早期强度低，后期强度损失大问题，并且应用增粘成分，可使混凝土结构初期粘度提升，降低回弹率。但是，该种速凝剂对于混凝土凝结时间和强度性能的改进也还需进一步提高。

另外还有传统无碱液体速凝剂，其主要组分为硫铝酸盐，由于其价格高、掺混量大，早期强度低，从而影响了其广泛使用，而传统的铝酸盐液体速凝剂组分单一，碱含量高，也不能得到广泛使用，近期研究的聚合物改性速凝剂又存在成本高，制备工艺复杂的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种多成分复配，协同作用的水泥速凝剂，其中预料不到地发现，所得速凝剂相比同类产品，加入混凝土中之后，凝结时间进一步缩短，同时强度性能也有所提高。

本发明首先提供一种水泥速凝剂，其制备原料包括：氢氧化铝、氢氧化钠、三乙醇胺、氟化钠、β-萘磺酸钠、硫酸钠、氯化钠和水。

优选的，所述速凝剂由基础原料和添加剂组成，具体如下：

(1)基础原料由如下成分组成，且其重量份数如下：

(2)添加剂，由如下成分组成，其用量基于基础原料用量的重量百分比如下：

β-萘磺酸钠 1-2％

硫酸钠 0.1-0.2％

氯化钠 0.01-0.02％

更优选的，所述氢氧化铝的用量为400-500，所述氢氧化钠的用量为300-400。

本发明的申请人预料不到地发现，将速凝剂常用组分以特定的比例混合，配合由β-萘磺酸钠、硫酸钠和氯化钠组成的复合添加剂，能够同时实现速凝剂对于混凝土凝结时间缩短和强度增强的功效。其中，所述β-萘磺酸钠的用量经实验研究，在本发明的基础原料情况下，优选为基础原料用量的1-2wt％，在该用量范围下，所述速凝剂不仅具有一定的减水功效，并由减水功效的发挥带来用水量减少，从而达到缩短凝结时间的效果，而用量增多，可能的原因是会与其它组分形成双电层，反而延长凝结时间。另外，通常认为，混凝土中使用氯化钠会使得其在应用中腐蚀建筑中的钢筋等材料，但是，本申请的发明人预料不到地发现，基于基础原料用量为100wt％，氯化钠的用量为0.01-0.02％时，不仅不会腐蚀钢筋等材料，而且对与其它组分协同缩短凝结时间，提高混凝土强度。硫酸钠的使用也在一定程度上对于凝结时间有提高，但是用量多容易出现泛白现象。

本发明另外提供一种水泥速凝剂的制备方法，其中包括将包括氢氧化铝、氢氧化钠、三乙醇胺、氟化钠的基础原料加水混合，然后加入包括β-萘磺酸钠、硫酸钠和氯化钠的添加剂的步骤。优选，上述原料混合之后，可以在搅拌条件下30-40℃保温1-2小时。

具体实施方式

说明：实施例中所有原料都来自商品购买。

实施例1

将500Kg氢氧化铝、300Kg氢氧化钠、1Kg三乙醇胺、2Kg氟化钠加1000Kg水混合，然后加入包括22Kgβ-萘磺酸钠、2Kg硫酸钠和0.25Kg氯化钠的添加剂。上述原料混合之后，在搅拌条件下30-40℃保温2小时。

实施例2

其它条件与实施例1相同，不同之处在于氢氧化铝用量为800Kg。

实施例3

其它条件与实施例1相同，不同之处在于氢氧化钠用量为200Kg。

实施例4

其它条件与实施例1相同，不同之处在于β-萘磺酸钠用量为10Kg。

实施例5

其它条件与实施例1相同，不同之处在于各原料混合之后没有保温步骤。

对比例1

其它条件与实施例1相同，不同之处在于没有加入β-萘磺酸钠。

对比例2

其它条件与实施例1相同，不同之处在于没有加入氯化钠。

对比例3

其它条件与实施例1相同，不同之处在于没有加入硫酸钠。

性能测试

性能测试按照JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的实验条件进行，掺混量2.5％。

表1上述实施例和对比例的效果实验数据

Claims (3)

1.一种水泥速凝剂，其特征在于：所述速凝剂由基础原料和添加剂组成，具体如下：

(1)基础原料由如下成分组成，且其重量份数如下：

(2)添加剂，由如下成分组成，其用量基于基础原料用量的重量百分比如下：

β-萘磺酸钠 1-2％

硫酸钠 0.1-0.2％

氯化钠 0.01-0.02％。

2.根据权利要求1所述的水泥速凝剂的制备方法，其特征在于：其中包括将包括氢氧化铝、氢氧化钠、三乙醇胺、氟化钠的基础原料加水混合，然后加入包括β-萘磺酸钠、硫酸钠和氯化钠的添加剂的步骤。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：将各原料混合之后，在搅拌条件下30-40℃保温1-2小时。