CN108178553A - 一种低固含速凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低固含速凝剂及其制备方法涉及到混凝土外加剂，特别涉及一种低固含速凝剂。本发明还涉及到这种速凝剂的制备方法。本发明所述的低固含的速凝剂，设计以活性氢氧化铝、硫酸铝、硅酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、去离子水、三异丙醇胺为反应的原材料进行反应制备低固含的速凝剂的母液。而在母液使用的过程中再加入聚丙烯酸钠、麦芽糊精等增稠剂以及稳定剂纤维素醚MF4作为反应的助剂一起使用。由此复配得到的速凝剂的固含量为35%，低固含的速凝剂在使用的过程中减少了使用量，这能够在极大的程度上减少生产使用的成本并且不影响混凝土的早期强度以及后期的使用强度。

Description

一种低固含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，特别涉及一种低固含速凝剂。本发明还涉及到这种速凝剂的制备方法。

背景技术

我国目前正是处于基础设施建设的飞速阶段，而在外加剂的使用过程中，速凝剂的使用在混凝土外加剂的使用中占了较大的比重，速凝剂在混凝土施工过程中使用能够使混凝土迅速凝结硬化而不影响混凝土的长期强度。速凝剂是喷射混凝土和快速堵料材料中必不可少的外加剂。而目前市面上大多数的速凝剂的固含量都比较高，虽然在混凝土的使用过程中有较好的速凝效果，但是高固含的速凝剂却存在使用量大，成本过高等劣势。

中国专利公开号CN101665336A公开了一种低碱液体速凝剂的制备方法，该专利以液体铝酸钠为基料，对其进行了制备以及表面改性，该速凝剂的碱含量低，能够显著的提高混凝土的早期强度以保证混凝土的后期强度。但是此专利所公布的低碱的液体速凝剂在使用的过程中固含量较高，使用的成本较高。

中国专利公开号CN1559962A公开了一种液体无碱速凝剂的制备，此速凝剂采用偏铝酸钠、碳酸钙、羟基羧酸、硫酸铝为基料配置成溶液在经滤所得的溶液即为无碱速凝剂，此发明制备的速凝剂最大的优势在于制备了一种无碱速凝剂，无碱的设计能够有效的降低混凝土建筑物内的后期腐蚀，并且速凝的速度快，有较好的速凝效果。但是本专利在实际的使用过程中强度的损失较大且液体类的速凝剂在实际的运输过程中运输的成本比较高。

发明内容

本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够极大限量的减少施工的成本，节省资源，减少浪费的低固含速凝剂。

一种低固含的速凝剂，其主要组分为活性氢氧化铝、三聚氰胺硫酸铝、硅酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、去离子水、三异丙醇胺、聚丙烯酸钠、麦芽糊精、纤维素醚MF4、萘磺酸甲醛缩合物；

所述组分重量百分比为：活性氢氧化铝30-40%，硫酸铝15-25%，硅酸钠1-3%，碳酸钠：1-3%，氢氧化钠0.4-0.6%，去离子水30-50%，三异丙醇胺0.4-0.6%。

根据权利要求1所述的一种低固含的速凝剂，其特征在于，固含的速凝剂的组分重量百分比为：活性氢氧化铝35%，硫酸铝20%，硅酸钠2%，碳酸钠2%，氢氧化钠0.5%，去离子水40%，三异丙醇胺0.5%。

根据权利要求1所述的一种低固含的速凝剂，其特征在于，其具体的实施步骤如下：

a、在反应釜中加入的活性氢氧化铝、硫酸铝、去离子水，加热搅拌至80℃；

b、待反应釜中的反应原料全部溶解后加入剩余的反应助剂：硅酸钠、碳酸钠、的氢氧化钠、的三异丙醇胺；

c、恒温85℃，并于反应釜中反应120min；

d、时间到后，将反应的初产物移至反应釜中储存备用；

e、低固含速凝剂的复配，由上述步骤d所得为母液，加入去离子水、聚丙烯酸钠、麦芽糊精、纤维素醚MF4和萘磺酸甲醛缩合物，按比例混合均匀，按所需的重量组分按照重量设计混合均匀即得固含为35%的速凝剂；

f、在混凝土拌合时掺入0.2%的步骤 e所得速凝剂即得。

步骤e所述的低固含速凝剂的复配，加入组分的重量百分比为：母液25-35%，去离子水60-70%，聚丙烯酸钠0.8-1.2%，麦芽糊精0.8-1.2%，纤维素醚MF4为1-3%，萘磺酸甲醛缩合物 0.8-1.2%。

步骤e所述的低固含速凝剂的复配，加入组分的重量百分比为：母液：30%，去离子水：65%，聚丙烯酸钠：1%，麦芽糊精：1%，纤维素醚MF4：2%，萘磺酸甲醛缩合物：1%。

根据权利要求条款，所加试剂的特征如下：

（一）低固含速凝剂母液的制备

1、活性氢氧化铝：活性氢氧化铝是将氢氧化铝进行表面改性，其具有普通氢氧化铝的作用， 能够为体系中提供铝酸根以减少钙的存在从而促进水化作用而速凝，除此之外，活性的氢氧化铝产品细度高，粒度分布窄比表面积大，能够很快溶解，解决了极大部分氢氧化铝难以溶解的问题，在低固含的速凝剂中加入活性氢氧化铝之后还能够保证混凝土的坍落度并增强早期强度。

2、硫酸铝：硫酸铝使用在混凝土中是良好的增强剂，硫酸铝的加入能够有效的弥补混凝土因速凝而损失的强度，添加硫酸铝的低固含的速凝剂的早期强度明显高于未添加的速凝剂。

3、硅酸钠：硅酸钠运用在混凝土中主要有两个作用：

其一，硅酸钠和水泥泥浆都是胶体性质，且两者之间所带的电荷性质相反，在水泥浆中加入硅酸钠能够使其与水泥混合后彼此之间电性中和而加快胶体微粒之间的凝结速度。

其二，硅酸钠水解能够产生硅酸，硅酸与水泥中的氧化钙能够发生反应而生成难溶性的水合硅酸钙，钙离子的减少破坏了水泥中C₂S和C₃S的水解平衡从而促进了C₂S和C₃S的水化速度，水化速度加快使得混凝土体系中能够在很短的时间内生成大量的水合硅酸钙而使混凝土速凝。

4、碳酸钠：碳酸钠的加入引入了碳酸根离子，碳酸根能够在体系中与钙离子作用生成溶解度更低的碳酸钙盐。除此之外，碳酸钙的生成使体系中氢氧化钙的数量减少从而加快的水泥的水化。

5、氢氧化钠：氢氧化钠的而加入能够与石膏中的硫酸根离子作用生成硫酸钠，加快水泥的水化速度，并且体系中起缓凝作用的硫酸钙的数量减少也加快了水泥的凝结速度。

6、去离子水：良好的分散剂，使反应中的各反应物之间混合得更加均匀，加快反应的速率。

7、三异丙醇胺：三异丙醇胺是反应中良好的反应助剂，其只要作用有：①三异丙醇胺能够有效的降低反应过程中的能耗，加快反应的速率。②三异丙醇胺能够增加水泥的强度并降低混凝土体系中外加剂的掺加量。③三异丙醇胺是空间立体结构，其具有良好的分散作用，能够有效的加快反应的进程。

（二）低固含速凝剂的复配

1、速凝剂母液：制备的母本身就有良好的速凝效果，但是就像目前市面上的速凝剂一样，其虽然有良好的速凝效果，但是在实际的适应过程中，此母液的固含较高，使用的过程中的使用成本较好，因此本发明设计将生产的母液进行再添加助剂以复配来减少速凝剂的固含量以减少生产使用的成本。

2、聚丙烯酸钠：聚丙烯酸钠是良好的增稠剂，能够改善和增强混凝土的粘稠性，提高混凝土的粘聚性能够有效的使水泥的各组分保持均匀的状态，保持工程各部分的强度一致从而以提高混凝土的整体的强度。

3、麦芽糊精：麦芽糊精也是良好的增稠剂，能够有效的增加体系的粘稠性，分散性和溶解性，而且麦芽糊精的加入也能够有效的节省产品的生产成本。

4、纤维素醚MF4：MF4是非离子型的纤维素，其可与许多表面活性剂和水性聚合物相容，颗粒细，极易与水泥，砂石料等混合，并且MF4有良好的分散性，在使用的过程中能够保证各个材料不结块，MF4作为良好的辅助助剂，其能够良好的控制水泥的凝固时间并且增加水泥的初期强度。

5、萘磺酸甲醛缩合物：良好的减水剂，在体系中加入少量的有减水性能的萘磺酸甲醛缩合物能够在起到部分减水效果的基础之上还有利于增强混凝土的后期强度，其能够有效的抑制混凝土后期强度的损失。

本发明所述的低固含的速凝剂，设计以活性氢氧化铝、硫酸铝、硅酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、去离子水、三异丙醇胺为反应的原材料进行反应制备低固含的速凝剂的母液。而在母液使用的过程中再加入聚丙烯酸钠、麦芽糊精等增稠剂以及稳定剂纤维素醚MF4作为反应的助剂一起使用。由此复配得到的速凝剂的固含量为35%，低固含的速凝剂在使用的过程中减少了使用量，这能够在极大的程度上减少生产使用的成本并且不影响混凝土的早期强度以及后期的使用强度。

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

基于以上因素，本发明致力于发明制备一种低固含的速凝剂，其具体的实施步骤如下：

一、低固含速凝剂母液的制备

（一）制备的重量组分：活性氢氧化铝：35%；硫酸铝：20%；硅酸钠：2%；碳酸钠：2%；氢氧化钠：0.5%；去离子水：40%；三异丙醇胺：0.5%；

（二）制备步骤：

1、在反应釜中加入35%的活性氢氧化铝，20%的硫酸铝，40%的去离子水，加热搅拌至80℃。

2、待反应釜中的反应原料全部溶解后加入剩余的反应助剂：2%的硅酸钠、2%碳酸钠、0.5%的氢氧化钠、0.5%的三异丙醇胺。

3、恒温85℃，并于反应釜中反应120min。

4、时间到后，将反应的初产物移至反应釜中储存备用。

二、低固含速凝剂的复配：

（一）低固含速凝剂复配的重量组分：由前步骤所得的母液：30%；去离子水：65%；聚丙烯酸钠：1%；麦芽糊精：1%；纤维素醚MF4：2%；萘磺酸甲醛缩合物：1%；

（二）低固含速凝剂复配的具体步骤：

1、按照（一）中的重量组分的设计将所需的重量组分按照重量设计混合均匀即得固含为35%的速凝剂。

2、在混凝土拌合时掺入0.2%的该速凝剂即得可快速速凝的混凝土。

三、低固含的速凝剂的检测见下表：

表１各速凝剂的基本性能对比表

综合与其他速凝剂进行各种基本性能的比较发现由本发明制备的速凝剂的固含量低密度小，其碱含量以及ＰＨ值都在适宜的范围之内，而将该低固含的速凝剂再进行复配加入增稠剂稳定剂等辅助助剂进行复配得到最终的低固含的速凝剂，而对此低固含的速凝剂再进行混凝土的强度等性能测试，所得的测试结果如下表几个表所示。

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

总结以上几个速凝剂之间的不同掺量的配比可以看出由本发明制备的速凝剂有良好的速凝效果，并且在固含上有很大的优势，这在实际的施工过程中使用固含低的速凝剂产品能够极大限量的减少施工的成本，节省资源，减少浪费。目前由本发明制备的低固含的速凝剂产品已经投入到大量的生产与使用中。

Claims (5)

1.一种低固含的速凝剂，其主要组分为活性氢氧化铝、三聚氰胺硫酸铝、硅酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、去离子水、三异丙醇胺、聚丙烯酸钠、麦芽糊精、纤维素醚MF4、萘磺酸甲醛缩合物；

所述组分重量百分比为：活性氢氧化铝30-40%，硫酸铝15-25%，硅酸钠1-3%，碳酸钠：1-3%，氢氧化钠0.4-0.6%，去离子水30-50%，三异丙醇胺0.4-0.6%。

2.根据权利要求1所述的一种低固含的速凝剂，其特征在于，固含的速凝剂的组分重量百分比为：活性氢氧化铝35%，硫酸铝20%，硅酸钠2%，碳酸钠2%，氢氧化钠0.5%，去离子水40%，三异丙醇胺0.5%。

3.根据权利要求1所述的一种低固含的速凝剂，其特征在于，其具体的实施步骤如下：

a、在反应釜中加入的活性氢氧化铝、硫酸铝、去离子水，加热搅拌至80℃；

b、待反应釜中的反应原料全部溶解后加入剩余的反应助剂：硅酸钠、碳酸钠、的氢氧化钠、的三异丙醇胺；

c、恒温85℃，并于反应釜中反应120min；

d、时间到后，将反应的初产物移至反应釜中储存备用；

e、低固含速凝剂的复配，由上述步骤d所得为母液，加入去离子水、聚丙烯酸钠、麦芽糊精、纤维素醚MF4和萘磺酸甲醛缩合物，按比例混合均匀，按所需的重量组分按照重量设计混合均匀即得固含为35%的速凝剂；

f、在混凝土拌合时掺入0.2%的步骤 e所得速凝剂即得。

4.根据权利要求3所述的一种低固含的速凝剂，其特征在于，步骤e所述的低固含速凝剂的复配，加入组分的重量百分比为：母液25-35%，去离子水60-70%，聚丙烯酸钠0.8-1.2%，麦芽糊精0.8-1.2%，纤维素醚MF4为1-3%，萘磺酸甲醛缩合物 0.8-1.2%。

5.根据权利要求3所述的一种低固含的速凝剂，其特征在于，步骤e所述的低固含速凝剂的复配，加入组分的重量百分比为：母液：30%，去离子水：65%，聚丙烯酸钠：1%，麦芽糊精：1%，纤维素醚MF4：2%，萘磺酸甲醛缩合物：1%。