CN108147694A - 一种高强度混凝土有碱速凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土的外加剂，特别涉及混凝土速凝剂。本发明所制得的速凝剂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。本发明以氢氧化钠、硅酸钠作为基料制备速凝剂，而在体系当中加入碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌、三异丙醇胺、铝酸钾、丙烯酸钙、铝酸钠等辅助助剂作为添加剂以达到增强混凝土后期强度以及抑制塌落度等效果。而此速凝剂后期加入少量的萘磺酸甲醛缩合物配合使用，其具有一定的减水性以及能够使混凝土的后期强度增强。

Description

一种高强度混凝土有碱速凝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及到混凝土外加剂领域，特别涉及一种混凝土速凝剂；本发明还涉及这种速凝剂的制备方法。

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。而在目前我国混凝土速凝剂的市面上存在粉剂速凝剂以及液体速凝剂两种类别的速凝剂，相较与液体速凝剂而言，粉剂的速凝剂存在使用过程中分散不均匀，粉尘污染大，回弹性大等缺点。因此，本发明致力于一种液体速凝剂的制备。

中国发明专利号CN1974466A公布了一种速凝剂的制备，其通过将硫酸铝、硫酸镁等硫酸盐作为基料再加醇胺、稳定剂、消泡剂等作为反应的助剂制备一种无碱的速凝剂。该发明制备的速凝剂也为液体速凝剂能够有效的规避粉剂速凝剂的缺点以及减少速凝剂对混凝土内材料的腐蚀，但是此类的速凝剂却又后期强度损失大的缺点，这影响了混凝土的品质。。

中国建筑材料科学研究总院专利CN201110112424公开了一种无碱液体速凝剂的制备，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。

发明内容

本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够有效的减水之外还能够有很好的增强作用的高强度混凝土有碱速凝剂。本发明还提供这种高强度混凝土有碱速凝剂的制备方法。

本发明所述的高强度混凝土有碱速凝剂，其主要组分为：硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌、三异丙醇胺、铝酸钾、去离子水、丙烯酸钙、萘磺酸甲醛缩合物、铝酸钠；组分的重量百分比为：氢氧化钠40-50%、去离子水30-40%、硅酸钠10-15%、碳酸钠2-6%、重铬酸钾0.1-0.3%、氧化锌0.1-0.2%、铝酸钠0.1-0.2%、三异丙醇胺0.2-0.4%、丙烯酸钙0.1-0.3%，萘磺酸甲醛缩合物的重量百分比为上述所有组分总重量的4-6%加入。

所述的高强度混凝土有碱速凝剂，其重量百分比为氢氧化钠45%，去离子水37%，硅酸钠13.5%，碳酸钠3.5%，重铬酸钾0.2%，氧化锌0.1%，铝酸钠0.2%，三异丙醇胺0.3%，丙烯酸钙0.2%，萘磺酸甲醛缩合物的重量百分比为上述所有组分总重量的5%加入。

所述的高强度混凝土有碱速凝剂的制备方法，将制备组分按重量百分比备料：氢氧化钠45%，去离子水35%，硅酸钠13.5%，碳酸钠3.5%；为方便描述，将0.2%的重铬酸钾、0.1%有氧化锌、0.2%的铝酸钠和1%的去离子水归纳为A组分；0.3%的三异丙醇胺，0.2%的丙烯酸钙和1%去离子水归纳为B组分；而萘磺酸甲醛缩合物：按照所得速凝剂的5%的量进行复配，其制备方法为：

a、在反应釜中按照一所设计的重量组分分别加入45%氢氧化钠、35%水、13.5%硅酸钠、3.5%碳酸钠并将温度加热至85℃；

b、分别制备AB两组分备用。具体为A组分0.2%重铬酸钾、0.1%氧化锌、0.2%铝酸钠；B组分为0.3%三异丙醇胺、0.2%丙烯酸钙；

c、待1中所加的基础组分全部溶解混合均匀后，以滴加的方式加入2中提前制备好的AB两组分，控制滴加的时长为30min；

d、待AB两组分加入完成后，将温度保持在85℃，并保温150min；

e、待反应结束后，将反应产物取出备份检测，检测合格后将反应产物移入储液釜备用；

f、复配：由本发明所得的速凝剂在施工场地使用前，需另外添加萘磺酸甲醛缩合物，添回量为速凝剂重量的5%。两者配合使用可达到事半功倍的效果。

本发明所述的高强度混凝土有碱速凝刘，其所添加的组分特性如下：

1、氢氧化钠、硅酸钠、碳酸钠作为制备本速凝剂的基料，其能够有效的与水泥中的有效成分反应而达到速凝的效果。其一，氢氧化钠与石膏发生作用生成难溶性盐，有效的减少了体系中起缓凝作用的石膏的含量，从而加快水泥的速凝；其二，加入硅酸钠以引入硅酸根，硅酸根能够与混凝土体系中的钙离子生成硅酸钙沉淀而速凝；其三，碳酸钠中的碳酸根嫩与钙离子生成更加难溶的碳酸钙盐而速凝。

2、A组分的设计：待反应的基料以及基本的助剂溶解之后加入重铬酸钾增强氧化性的同时加快水泥的固化；铝酸钠为体系中提供铝酸根能够有效的生成铝酸钙，减少体系中氢氧化钙的含量，促进C₃S的水化，加快水泥的速凝。

3、B组分的设计：B组分中加入三异丙醇胺，其出来能够增加喷射混凝土的和易性以及早期强度以外，由于三异丙醇胺具有良好的空间结构和分散性，能够有效的降低速凝剂在水泥中的掺量；丙烯酸钙在早期能够促进钙矾石（AFt）的生成，加快C₃S的水化，并且其的持续时间比较长，能够有效的增强混凝土的后期强度。

4、复配步骤的设计：当速凝剂初步制备得到时，再将初产品与萘磺酸甲醛缩合物进行进一步的复配。萘磺酸甲醛缩合物不参与速凝剂的制备过程能够有效的减轻反应过程中温度以及反应的半产品对萘磺酸甲醛缩合物的影响而是萘磺酸甲醛缩合物的使用性能受到影响。而选择反应产品与萘磺酸甲醛缩合物进行复配，既能够保证萘磺酸甲醛缩合物的使用性能，又能够增强使用该速凝剂的混凝土的后期强度以及赋予所制备的速凝剂部分减水性。此复配的步骤能够有效的将两者的优异特性结合在一起从而达到1+1＞2的效果。

本发明设计的弱碱混凝土速凝剂，此类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。在基准配方之上，本发明在使用的过程中再配合有减水性能的萘磺酸甲醛缩合物使用，其除了能够有效的减水之外还能够有很好的增强作用，而这也是本发明的亮点。此配方的速凝剂目前已经在大量的生产当中，在实际的使用过程中也能够达到预期的使用效果。

本发明以氢氧化钠、硅酸钠作为本速凝剂的基料，而在此基础之上再加入碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌、三异丙醇胺、铝酸钾、丙烯酸钙、铝酸钠等助剂起辅助作用以起到加快与水泥中钙离子作用生成难溶性盐以及促进C₃S水化等作用。而本发明制备的速凝剂在使用的过程中再进行一次复配，其配合萘磺酸甲醛缩合物再次进行复配，这能够有效的减少掺量并增强混凝土的后期强度。

本发明所述的高强度混凝土有碱速凝剂的检测，其结果如下表：

表1 各速凝剂基本性能对比表

表2 掺量为6%的速凝剂各性能对比表

表3 掺量为5%的速凝剂各性能对比表

表4 掺量为4%的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速凝剂能够保证混凝土的各项性能指标达标，并能够有效的控制混凝后期的强度损失，因此，以本配方制备的速凝剂具有很好的使用以及经济效益。

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

一种高强度混凝土有碱速凝剂，其主要组分为：硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌、三异丙醇胺、铝酸钾、去离子水、丙烯酸钙、萘磺酸甲醛缩合物、铝酸钠；组分的重量百分比为：氢氧化钠42%、去离子水40%、硅酸钠11%、碳酸钠6%、重铬酸钾0.3%、氧化锌0.2%、铝酸钠0.2%、三异丙醇胺0.2%、丙烯酸钙0.1%，萘磺酸甲醛缩合物的重量百分比为上述所有组分总重量的4%加入。

实施例2

一种高强度混凝土有碱速凝剂，其主要组分为：硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌、三异丙醇胺、铝酸钾、去离子水、丙烯酸钙、萘磺酸甲醛缩合物、铝酸钠；组分的重量百分比为：氢氧化钠50%、去离子水30%、硅酸钠15%、碳酸钠4%、重铬酸钾0.1%、氧化锌0.1%、铝酸钠0.1%、三异丙醇胺0.4%、丙烯酸钙0.3%，萘磺酸甲醛缩合物的重量百分比为上述所有组分总重量的6%加入。

实施例3

所述的高强度混凝土有碱速凝剂的制备方法，将制备组分按重量百分比备料：氢氧化钠45%，去离子水35%，硅酸钠13.5%，碳酸钠3.5%；为方便描述，将0.2%的重铬酸钾、0.1%有氧化锌、0.2%的铝酸钠和1%的去离子水归纳为A组分；0.3%的三异丙醇胺，0.2%的丙烯酸钙和1%去离子水归纳为B组分；而萘磺酸甲醛缩合物：按照所得速凝剂的5%的量进行复配，其制备方法为：

a、在反应釜中按照一所设计的重量组分分别加入45%氢氧化钠、35%水、13.5%硅酸钠、3.5%碳酸钠并将温度加热至85℃；

b、分别制备AB两组分备用。具体为A组分0.2%重铬酸钾、0.1%氧化锌、0.2%铝酸钠；B组分为0.3%三异丙醇胺、0.2%丙烯酸钙；

c、待1中所加的基础组分全部溶解混合均匀后，加入2中提前制备好的AB两组分，控制加入的时长为30min；

d、待AB两组分加入完成后，将温度保持在85℃，并保温150min；

e、待反应结束后，将反应产物取出备份检测，检测合格后将反应产物移入储液釜备用；

f、复配：由本发明所得的速凝剂在施工场地使用前，需另外添加萘磺酸甲醛缩合物，添回量为速凝剂重量的5%。两者配合使用可达到事半功倍的效果。

Claims (3)

1.一种高强度混凝土有碱速凝剂，其主要组分为：硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌、三异丙醇胺、铝酸钾、去离子水、丙烯酸钙、萘磺酸甲醛缩合物、铝酸钠；组分的重量百分比为：氢氧化钠40-50%、去离子水30-40%、硅酸钠10-15%、碳酸钠2-6%、重铬酸钾0.1-0.3%、氧化锌0.1-0.2%、铝酸钠0.1-0.2%、三异丙醇胺0.2-0.4%、丙烯酸钙0.1-0.3%，萘磺酸甲醛缩合物的重量百分比为上述所有组分总重量的4-6%加入。

2.根据权利要求1所述的高强度混凝土有碱速凝剂，其特征在于，其重量百分比为氢氧化钠45%，去离子水37%，硅酸钠13.5%，碳酸钠3.5%，重铬酸钾0.2%，氧化锌0.1%，铝酸钠0.2%，三异丙醇胺0.3%，丙烯酸钙0.2%，萘磺酸甲醛缩合物的重量百分比为上述所有组分总重量的5%加入。

3.根据权利要求1所述的高强度混凝土有碱速凝剂，其特征在于，所述的高强度混凝土有碱速凝剂的制备方法，将制备组分按重量百分比备料：氢氧化钠45%，去离子水35%，硅酸钠13.5%，碳酸钠3.5%；为方便描述，将0.2%的重铬酸钾、0.1%有氧化锌、0.2%的铝酸钠和1%的去离子水归纳为A组分；0.3%的三异丙醇胺，0.2%的丙烯酸钙和1%去离子水归纳为B组分；而萘磺酸甲醛缩合物：按照所得速凝剂的5%的量进行复配，其制备方法为：

a、在反应釜中按照一所设计的重量组分分别加入45%氢氧化钠、35%水、13.5%硅酸钠、3.5%碳酸钠并将温度加热至85℃；

b、分别制备A、B两组分备用；

具体为A组分0.2%重铬酸钾、0.1%氧化锌、0.2%铝酸钠；B组分为0.3%三异丙醇胺、0.2%丙烯酸钙；

c、待1中所加的基础组分全部溶解混合均匀后，以滴加的方式加入2中提前制备好的A、B两组分，控制滴加的时长为30min；

d、待A、B两组分加入完成后，将温度保持在85℃，并保温150min；

e、待反应结束后，将反应产物取出备份检测，检测合格后将反应产物移入储液釜备用；

f、复配：由本发明所得的速凝剂在施工场地使用前，需另外添加萘磺酸甲醛缩合物，添回量为速凝剂重量的5%。