CN107459278A - 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比制备而成：聚合盐15~20%、硫酸盐20~25%、氟化盐6~10%、醇胺1~6%、酰胺类1~3%、有机酸1~3%、早强型聚羧酸高性能减水剂0~0.5%、增稠剂0~0.5%、余量为水。同时，本发明该公开了该速凝剂的制备方法。本发明无氯离子、无刺激气味、腐蚀性小，且使用时掺量低、凝结时间短、后期强度损失小、能有效降低回弹率和粉尘浓度。

Description

一种喷射混凝土用低碱液体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，尤其涉及一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂及其制备方法。

背景技术

目前，我国大部分工程仍在使用潮喷工艺。在喷射过程中粉尘量很大，出现落浆和回弹量大等情况，对施工造成很大的影响；同时粉体速凝剂易产生添加不均一，造成浪费和混凝土后期强度分布波动大，损失严重。国内近几年生产的液态速凝剂大多质量不稳定，适应性差，添加量高，一般在6%~12%，且碱性强，含碱量一般在15%以上，有的甚至达到25%~30%，极易引起喷射混凝土碱骨料反应，后期强度损失一般在30%~45%，远远达不到工程要求，结构稳定性、质量存在很大隐患。而市场上的低(无)碱液体速凝剂价格昂贵，掺量大，推广应用成本很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无氯离子、无刺激气味、腐蚀性小、掺量低、凝结时间短、后期强度损失小、能有效降低回弹率和粉尘浓度的喷射混凝土用低碱液体速凝剂。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该喷射混凝土用低碱液体速凝剂的制备方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：该速凝剂由以下组分按重量百分比制备而成：聚合盐15~20%、硫酸盐20~25%、氟化盐6~10%、醇胺1~6%、酰胺类1~3%、有机酸1~3%、早强型聚羧酸高性能减水剂0~0.5%、增稠剂0~0.5%、余量为水。

所述聚合盐是指聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚硅硫酸铝中的一种或两种。

所述硫酸盐是指硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌中的一种或两种。

所述氟化盐是指氟化钠、氟化钾、氟化铝中的一种或两种。

所述醇胺是指二乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺、二丁醇胺、三异丙醇胺、聚合醇胺中的两种或几种。

所述酰胺类是指N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、N-甲基对甲苯磺酰胺、N-甲基乙酰胺、肉桂酰胺、丙酰胺、芥酸酰胺、环丙酰胺中的一种。

所述有机酸是指酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸、甲酸、乙酸中的一种或几种。

所述早强型聚羧酸高性能减水剂的减水率≥30%。

所述增稠剂是指黄胶原、甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、麦芽糊精中的一种或几种。

如上所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，包括以下步骤：

⑴按配比称重；

⑵将水加入反应釜中进行搅拌加热，当温度升至60℃时先加入醇胺，然后在60~80℃条件下加入硫酸盐，等溶液清澈透亮时加入氟化盐，搅拌30~60 min后加入聚合盐搅拌均匀，得到透亮的溶液；

⑶所述透亮的溶液冷却至40℃时依次加入酰胺、有机酸，搅拌30min后依次加入早强型聚羧酸高性能减水剂、增稠剂并搅拌至溶液均一，即得喷射混凝土用低碱液体速凝剂。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明原材料易得、配方合理且易于加工，环保节能无污染，成本低廉。

2、本发明中引入酰胺、醇胺、有机酸能够结合生成某种有机聚合物，该物质具有促凝、早强性、溶剂性。其中溶剂性利于本发明长期贮存不分层、不沉淀、不变质。

3、本发明中添加有早强高性能聚羧酸减水剂，该物质的使用能够显著增加本发明的稳定性及弥补后期强度的损失。

4、本发明中碱含量低于3%，无氯离子引入，属于无氯低碱液体速凝剂，可以降低碱集料反应的可能性；用于混凝土中早期强度高，后期强度损失小，利于提高混凝土的耐久性。

5、本发明增稠剂的使用能够显著提高本发明的储存稳定性，并能够提高水泥浆体的粘聚性，从而减少喷射混凝土施工过程中的回弹量。

6、本发明无无刺激气味、腐蚀性小，且使用时掺量低、凝结时间短、后期强度损失小。

具体实施方式

实施例1 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐15%、硫酸盐23%、氟化盐8%、醇胺5%、酰胺类2%、有机酸3%、早强型聚羧酸高性能减水剂0.4%、增稠剂0.3%、余量为水。

其中：聚合盐是指聚合硫酸铝、聚硅硫酸铝按1：1的重量比混合而成。

硫酸盐是指硫酸铝。

氟化盐是指氟化钠。

醇胺是指二乙醇胺、乙醇胺按1：1的重量比混合而成。

酰胺类是指N,N-二甲基甲酰胺。

有机酸是指甲酸、苹果酸按2：1的重量比混合而成。

增稠剂是指黄胶原、羟丙基纤维素醚按1：1的重量比混合而成。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂，包括以下步骤：

⑴按配比称重；

⑵将水加入反应釜中进行搅拌加热，当温度升至60℃时先加入醇胺，然后在60~80℃条件下加入硫酸盐，等溶液清澈透亮时加入氟化盐，搅拌30~60 min后加入聚合盐搅拌均匀，得到透亮的溶液；

⑶所述透亮的溶液冷却至40℃时依次加入酰胺、有机酸，搅拌30min后依次加入早强型聚羧酸高性能减水剂、增稠剂并搅拌至溶液均一，即得喷射混凝土用低碱液体速凝剂。

实施例2 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐16%、硫酸盐24%、氟化盐10%、醇胺5%、酰胺类1%、有机酸2%、早强型聚羧酸高性能减水剂0.2%、增稠剂0.2%、余量为水。

其中：聚合盐是指聚合硫酸铝铁、聚硅硫酸铝按1：1的重量比混合而成。

硫酸盐是指硫酸铝。

氟化盐是指氟化钠。

醇胺是指聚合醇胺、乙醇胺按1：1的重量比混合而成。

酰胺类是指甲酰胺。

有机酸是指甲酸。

增稠剂是指黄胶原。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂同实施例1。

实施例3 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐20%、硫酸盐25%、氟化盐6%、醇胺2%、酰胺类3%、有机酸3%、早强型聚羧酸高性能减水剂0.4%、增稠剂0.1%、余量为水。

其中：聚合盐是指聚硅硫酸铝。

硫酸盐是指硫酸铝、硫酸镁按2：1的重量比混合而成。

氟化盐是指氟化钠、氟化铝按1：1的重量比混合而成。

醇胺是指三乙醇胺、三异丙醇胺按1：1的重量比混合而成。

酰胺类是指肉桂酰胺。

有机酸是指甲酸、草酸酸按1：1的重量比混合而成。

增稠剂是指黄胶原、甲基纤维素醚按1：1的重量比混合而成。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂同实施例1。

实施例4 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐17%、硫酸盐23%、氟化盐10%、醇胺1%、酰胺类3%、有机酸3%、早强型聚羧酸高性能减水剂0、增稠剂0.5%、余量为水。

其中：聚合盐是指聚合硫酸铝铁。

硫酸盐是指硫酸锌、硫酸镁按1：1的重量比混合而成。

氟化盐是指氟化钠、氟化钾按1：1的重量比混合而成。

醇胺是指三乙醇胺、乙醇胺按1：1的重量比混合而成。

酰胺类是指环丙酰胺。

有机酸是指抗坏血酸。

增稠剂是指麦芽糊精。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂，包括以下步骤：

⑴按配比称重；

⑵将水加入反应釜中进行搅拌加热，当温度升至60℃时先加入醇胺，然后在60~80℃条件下加入硫酸盐，等溶液清澈透亮时加入氟化盐，搅拌30~60 min后加入聚合盐搅拌均匀，得到透亮的溶液；

⑶所述透亮的溶液冷却至40℃时依次加入酰胺、有机酸，搅拌30min后加入增稠剂并搅拌至溶液均一，即得喷射混凝土用低碱液体速凝剂。

实施例5 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐18%、硫酸盐23%、氟化盐8%、醇胺6%、酰胺类1%、有机酸1%、早强型聚羧酸高性能减水剂0.5%、增稠剂0.2%、余量为水。

其中：聚合盐是指聚合硫酸铝、聚硅硫酸铝按1：1的重量比混合而成。

硫酸盐是指硫酸镁。

氟化盐是指氟化钾。

醇胺是指二丁醇胺、乙醇胺、三乙醇胺按1：1：1的重量比混合而成。

酰胺类是指N-甲基乙酰胺。

有机酸是指甲酸、枸椽酸、抗坏血酸按1：1：1的重量比混合而成。

增稠剂是指黄胶原。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂同实施例1。

实施例6 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐20%、硫酸盐23%、氟化盐8%、醇胺4%、酰胺类2%、有机酸2%、早强型聚羧酸高性能减水剂0.1%、增稠剂0、余量为水。

其中：聚合盐是指聚合硫酸铝铁、聚合硅酸硫酸铝按2：1的重量比混合而成。

硫酸盐是指硫酸铝、硫酸锌按2：1的重量比混合而成。

氟化盐是指氟化钠、氟化铝按2：1的重量比混合而成。

醇胺是指乙醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺、二丁醇胺、三异丙醇胺按1：1：1：1：1的重量比混合而成。

酰胺类是指芥酸酰胺。

有机酸是指甲酸、酒石酸酸、乙酸按1：1：1的重量比混合而成。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂，包括以下步骤：

⑴按配比称重；

⑵将水加入反应釜中进行搅拌加热，当温度升至60℃时先加入醇胺，然后在60~80℃条件下加入硫酸盐，等溶液清澈透亮时加入氟化盐，搅拌30~60 min后加入聚合盐搅拌均匀，得到透亮的溶液；

⑶所述透亮的溶液冷却至40℃时依次加入酰胺、有机酸，搅拌30min后加入早强型聚羧酸高性能减水剂并搅拌至溶液均一，即得喷射混凝土用低碱液体速凝剂。

实施例7 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐18%、硫酸盐20%、氟化盐10%、醇胺6%、酰胺类3%、有机酸2%、早强型聚羧酸高性能减水剂0.2%、增稠剂0.2%、余量为水。

其中：聚合盐是指聚合硫酸铝。

硫酸盐是指硫酸铝、硫酸锌按1：1的重量比混合而成。

氟化盐是指氟化钠、氟化钾按1：1的重量比混合而成。

醇胺是指聚合醇胺、乙醇胺按2：1的重量比混合而成。

酰胺类是指丙酰胺。

有机酸是指甲酸、乙酸按2：1的重量比混合而成。

增稠剂是指羟丙基纤维素醚。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂同实施例1。

实施例8 一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，该速凝剂由以下组分按重量百分比（kg/kg）制备而成：聚合盐19%、硫酸盐21%、氟化盐7%、醇胺3%、酰胺类2.5%、有机酸2.5%、早强型聚羧酸高性能减水剂0.3%、增稠剂0.4%、余量为水。

其中：聚合盐是指聚硅硫酸铝。

硫酸盐是指硫酸锌。

氟化盐是指氟化铝。

醇胺是指三丙醇胺、二丁醇胺按1：1的重量比混合而成。。

酰胺类是指N-甲基对甲苯磺酰胺。

有机酸为酒石酸。

增稠剂是指麦芽糊精。

该喷射混凝土用低碱液体速凝剂同实施例1。

上述实施例1~8中，聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚硅硫酸铝为低聚合、工业级且氧化铝含量在27~30%。

硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌为粉末状，在本发明中主要辅助其他物质起调控初凝时间。

氟化盐为氟化钠、氟化钾、氟化铝为粉末状，在本发明中主要辅助其他物质起调控终凝时间。

早强型聚羧酸高性能减水剂的减水率≥30%。减水剂的使用能够显著增加本发明的稳定性及弥补后期强度的损失。

醇胺是指二乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺、二丁醇胺、三异丙醇胺、聚合醇胺中的两种或几种。醇胺在本发明中主要起早强、促凝作用。

有机酸是指酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸、甲酸、乙酸中的一种或几种。

增稠剂是指黄胶原、甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、麦芽糊精中的一种或几种。

使用时，将实施例1~8所得的喷射混凝土用低碱液体速凝剂在喷嘴处按照水泥重量的4~8%加入到拌合物中用于喷射混凝土施工即可。

应用实施例1

按照中国建材行业标准JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的要求进行水泥净浆凝结时间和水泥砂浆强度试验。其中液体速凝剂用量按照水泥重量的百分比计算。

水泥净浆凝结时间测试：

祁连山P.O42.5水泥 ：水=400 kg：160 kg

水泥沙浆强度试验：

祁连山P.O42.5水泥：标准砂：水=900 kg：1350 kg：450 kg

速凝剂按照水泥重量的8%加入水泥浆体中，同时上述用水量包含了液体速凝剂中所含的水。

强度试验中，除了测试1天强度和28天强度之外，对未加入任何速凝剂的空白砂浆进行了强度试验，用以测试掺有砂浆与其的28天的强度比（参见表1）。

表1

本发明中的喷射混凝土用速凝剂在8%的掺量下能够使水泥净浆的凝结时间满足初凝时间小于5分钟、终凝时间小于12分钟的要求。能够使砂浆1天强度达到6MPa以上。

应用实例2

把实施例2所制备的喷射混凝土用低碱液体速凝剂按照JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》对不同类型和品牌的水泥进行水泥净浆凝结时间和水泥砂浆强度试验。试验结果如表2：

表2

本发明提供的喷射混凝土用低碱液体速凝剂在较低的掺量下能够使不同类型和品牌的水泥满足喷射混凝土的施工要求，具有良好的水泥适应性。

Claims (10)

1.一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：该速凝剂由以下组分按重量百分比制备而成：聚合盐15~20%、硫酸盐20~25%、氟化盐6~10%、醇胺1~6%、酰胺类1~3%、有机酸1~3%、早强型聚羧酸高性能减水剂0~0.5%、增稠剂0~0.5%、余量为水。

2.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述聚合盐是指聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚硅硫酸铝中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述硫酸盐是指硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌中的一种或两种。

4.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述氟化盐是指氟化钠、氟化钾、氟化铝中的一种或两种。

5.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述醇胺是指二乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺、二丁醇胺、三异丙醇胺、聚合醇胺中的两种或几种。

6.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述酰胺类是指N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、N-甲基对甲苯磺酰胺、N-甲基乙酰胺、肉桂酰胺、丙酰胺、芥酸酰胺、环丙酰胺中的一种。

7.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述有机酸是指酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸、甲酸、乙酸中的一种或几种。

8.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述早强型聚羧酸高性能减水剂的减水率≥30%。

9.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，其特征在于：所述增稠剂是指黄胶原、甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、麦芽糊精中的一种或几种。

10.如权利要求1所述的一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂，包括以下步骤：

⑴按配比称重；

⑵将水加入反应釜中进行搅拌加热，当温度升至60℃时先加入醇胺，然后在60~80℃条件下加入硫酸盐，等溶液清澈透亮时加入氟化盐，搅拌30~60 min后加入聚合盐搅拌均匀，得到透亮的溶液；

⑶所述透亮的溶液冷却至40℃时依次加入酰胺、有机酸，搅拌30min后依次加入早强型聚羧酸高性能减水剂、增稠剂并搅拌至溶液均一，即得喷射混凝土用低碱液体速凝剂。