CN107986674A - 一种无碱速凝剂 - Google Patents

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徐兴爱
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Abstract

一种无碱速凝剂涉及到混凝土外加剂，特别涉及一种无碱的速凝剂。本发明以硫酸铝作为基料制备无碱速凝剂，而在体系当中加入甲基丙烯酸、磷酸等酸性溶剂调剂系统的酸碱性环境，除此之外还入氟化钠、甲酸钙、三乙醇胺、羟乙基羧甲基纤维素等辅料以增强混凝土的后期强度，达到既不腐蚀混凝土钢质材料的基础之上又能够保障工程的后期强度不受损失，在体系中还加入了二甲苯作为激发剂而加快反应进程。本发明能够保证在不引入碱的基础之上加快了混凝土的凝固速度并且并不影响混凝土的后期强度。

Description

一种无碱速凝剂
技术领域
本发明涉及到混凝土外加剂，特别涉及一种无碱的速凝剂。
背景技术
速凝剂的运用能够有效的减少水泥的凝结时间从而减少工期，加快工程进度。而自20世纪30年代首次发明速凝剂以来，速凝剂的发展以及运用飞快。但是我国速凝剂的发展却比较缓慢，我国的速凝剂主要以“红星-Ι型”和“728型”为代表，但是就目前我国市面上的速凝剂来看，主要以有碱速凝剂为主。
中国发明专利号CN1407954A公布了一种速凝剂的制备，其通过将硫酸铝溶于水中以生成氢氧化铝再加入含胺的水中，又以羧酸、磷酸及盐作为稳定剂制备速凝剂。此速凝剂虽然速凝时间短，能使混凝土有良好的强度，并且能够抵抗温度的变化，但是在实际的生产制备过程中生成了中间生成了氢氧化铝，在体系中碱性物质的生成会造成体系的PH值难以控制，从而无法确保产品的最终效果。
中国建筑材料科学研究总院专利CN201110112424公开了一种以硫酸铝为基料，有机胺类为粘度调节剂制备的无碱液体速凝剂，此速凝剂能够有效的减少混凝土凝结的时间并且还能够提高喷射层厚度，但是通过实际的检测发现使用此速凝剂的混凝土在使用的后期会造成强度损失严重。
而速凝剂是建筑工程中必不可少的外加剂，速凝剂的使用能够极大程度的缩短混凝土由浆料变为固态的时间，尤其在冬季以及气候比较寒冷的地区能够缩短混凝土凝固的时间从而加快工程进度，缩短工期。而目前市面上的速凝剂多为碱性速凝剂，虽然碱性速凝剂能够有很好的的速凝效果，但是长期的碱性环境下会对混凝土造成一定的腐蚀，从而会影响混凝土后期的强度。因此，对于永久性的基础工程建设并不能使用碱性的速凝剂。
发明内容
本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够保证在不引入碱的基础之上加快了混凝土的凝固速度并且并不影响混凝土的后期强度的无碱速凝剂。
本发明所述的无碱速凝剂，主要由硫酸铝、水、硅酸钠、三乙醇胺、二甲苯、羟乙基羧甲基纤维素、氟化钠、甲酸钙组成，组分按重量份计硫酸铝50-60份、水15-25份、氟化钠7-13份、二甲苯0.4-0.6份、硅酸钠4-6份、三乙醇胺0.4-0.6份、甲酸钙0.2-0.4份、羟乙基羟甲基纤维素0.2-0.4份。
所述组分按重量份计硫酸铝55份、水20份、氟化钠10份、二甲苯0.5份、硅酸钠5份、三乙醇胺0.5份、甲酸钙0.3份、羟乙基羟甲基纤维素0.3份。
本发明所述的无碱速凝剂，其设计的试剂特征如下：
硫酸铝：作为速凝剂中的基料，主要与水泥中的氧化钙作用生成中间产物次生石膏和钙矾石，其在水泥中交叉生成网状结构而促凝，与此同时在于混凝土作用的过程中释放反应热而从侧面也增快了混凝土凝结的速度。
水：水作为反应过程中良好的分散剂，起到溶解反应基料的作用，降低反应过程中反应物的浓度加快反应的速率。
氟化钠：作为黏度调节剂，以调节硫酸铝溶于水之后的稳定性，而卤族元素的加入会使速凝剂在混凝土的拌和过程中生成卤族金属盐从而增强了混凝土的早期强度。
二甲苯：反应激发剂，加入到体系中能够激发反应体系中的活性物质，加快反应的进行，而且在速凝剂中加入激发剂能够有效的减少混凝土中的水泥的用量。
硅酸钠：硅酸钠具有良好的耐酸性，在强酸性的环境中而不受影响，粘结力强，而在速凝剂的体系中引入硅酸钠能够增强比表面积，提高材料的强度以及密实度，这能够增强水泥的水化程度。
三乙醇胺：三乙醇胺具有弱碱性，能够在酸性的环境中生成盐。而三乙醇胺中具有—NH2基团，其可粘附在粒子的表面从而改变粒子之间的表面张力，对混凝土有极强的亲和力，能调节反应体系的黏度并吸附在粒子的表面从而加快混凝土的速凝。
羟乙基羧甲基纤维素：黏度调节剂，羟乙基羧甲基纤维素具有高水合粘结能力并具有一定的絮凝作用，在速凝剂的反应体系中能够提高混凝剂的黏度，而与混凝土的实际反应中能够加快水泥的速凝速度。
甲酸钙：可用于水泥的快速凝固剂，能够有效的加快水泥的凝固时间，缩短凝固时间，增强水泥的早期强度从而使混凝土建筑提前进入使用状态，除此之外，甲酸钙能够有效的减小混凝土与模具之间的粘结，从而能够有效的进行脱模而不影响混凝土的表面性能。
本发明所述的无碱速凝剂能够有效的减短混凝土的凝固时间，并且对混凝土的后期强度不发生影响，而无碱的设计基于以上方案能够有效的制备无碱速凝剂。本发明的组分设计特色：
1、硫酸铝作为制备无碱硫酸铝的基料，在反应的过程中与水泥中的氧化钙作用生成钙矾石以及一系列的中间产物，这一类中间产物能够在水泥中交叉生成网状结构而使水泥达到速凝的效果。而在此基础之上加入了分散剂水、亲水性黏度调节剂物质氟化钠以及激发剂二甲苯，这一系列辅助剂的加入能够有效的调节基料在体系中的黏度以及分散程度，从而能够是反应有效的进行。
2、本发明中加入了大量的混凝土助剂，其每一个助剂都发挥着其独特的效用。硅酸钠有良好的耐酸性，能够在强酸性溶液中作用，而用在本发明的无碱速凝剂中不受影响，并且硅酸钠的粘结力强，能够有效的提高强度和密实度； 加入三乙醇胺其能在在酸性的环境中生成盐，并且其中具有的—NH2基团，能够有效的粘附在粒子的表面而改变表面张力，有极强的亲和力；甲酸钙能够有效的加快水泥的凝固并且增强水泥的早期强度，并且具有一定的脱模效果能去确保混凝土在脱模的过程中其表面性能不收影响；羟乙基羧甲基纤纤维素作为良好的黏度调节剂，有一定的絮凝作用，能够提高速凝剂的黏度，从而加快混凝土的凝固速度，减短工程的周期，使基础建设尽早投入使用。
本发明所述的无碱速凝剂，经检测，与市场上的无碱速凝剂对比，其性能如下表：
表1 各无碱速凝剂基本性能对比表
表2 掺量为8%无碱速凝剂各性能对比表
表3 掺量为7%无碱速凝剂各性能对比表
表4 掺量为6%无碱速凝剂各性能对比表
根据检测对比结果发现，以本发明的配方制备的无碱速凝剂能够保证在无碱含量的基础之上还保证了混凝土的各项性能指标达标，并且无碱的配方能够有效的控制混凝后期的强度损失，因此，以本配方制备的无碱速凝剂具有很好的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但不限于实施例。
实施例1
本发明所述的无碱速凝剂，主要由硫酸铝、水、硅酸钠、三乙醇胺、二甲苯、羟乙基羧甲基纤维素、氟化钠、甲酸钙组成，组分按重量份计硫酸铝50份、水15份、氟化钠7份、二甲苯0.4份、硅酸钠4份、三乙醇胺0.4份、甲酸钙0.2份、羟乙基羟甲基纤维素0.2份。
实施例2
本发明所述的无碱速凝剂，主要由硫酸铝、水、硅酸钠、三乙醇胺、二甲苯、羟乙基羧甲基纤维素、氟化钠、甲酸钙组成，组分按重量份计硫酸铝60份、水25份、氟化钠13份、二甲苯0.6份、硅酸钠6份、三乙醇胺0.6份、甲酸钙0.4份、羟乙基羟甲基纤维素0.4份。
实施例3
所述组分按重量份计硫酸铝55份、水20份、氟化钠10份、二甲苯0.5份、硅酸钠5份、三乙醇胺0.5份、甲酸钙0.3份、羟乙基羟甲基纤维素0.3份。

Claims (2)

1.一种无碱速凝剂，主要由硫酸铝、水、硅酸钠、三乙醇胺、二甲苯、羟乙基羧甲基纤维素、氟化钠、甲酸钙组成，其特征在于，组分按重量份计硫酸铝50-60份、水15-25份、氟化钠7-13份、二甲苯0.4-0.6份、硅酸钠4-6份、三乙醇胺0.4-0.6份、甲酸钙0.2-0.4份、羟乙基羟甲基纤维素0.2-0.4份。
2.根据权利要求1所述的无碱速凝剂，其特征在于，所述组分按重量份计硫酸铝55份、水20份、氟化钠10份、二甲苯0.5份、硅酸钠5份、三乙醇胺0.5份、甲酸钙0.3份、羟乙基羟甲基纤维素0.3份。
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