CN109133707A - 一种无碱液体速凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无碱液体速凝剂及其制备方法，该速凝剂包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝40‑50份、甲酸钙0‑5份、六硅酸镁5‑10份、有机胺1‑10份、稳定剂1‑5份、氢氧化锂1‑3份、聚丙烯酰胺1‑3份、甲基纤维素0‑0.5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0‑1份、水25‑40份。所述聚合硫酸铝分子式为[Al(OH)x(SO4)y·(H2O)z]m，其中m代表聚合度；所述聚合硫酸铝通过活性氢氧化铝与硫酸铝溶液反应聚合而成。所述稳定剂为水杨酸或柠檬酸中的一种或两种混合物。所述有机胺为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。该速凝剂适应性好，掺量低，凝结速度快，质量稳定。

Description

一种无碱液体速凝剂及其制备方法

技术领域

本发明一种无碱液体速凝剂及其制备方法，属于建筑材料辅助剂技术领域。

背景技术

速凝剂是使水泥混凝土快速凝结硬化的外加剂，主要应用于隧道喷射混凝土施工和砂浆抢修施工中。早期使用的粉状速凝剂虽然促凝效果很好，价格便宜，但因其含碱量高，对施工工人眼睛和皮肤造成较严重的腐蚀，后期强度损失大，容易引起碱集料反应、施工中回弹率高、粉尘污染严重等问题。

近年来，由于湿法喷射混凝土具有施工效率高，回弹率低，施工环境友好而有逐渐取代传统干法喷射混凝土的趋势，液体速凝剂用于配制湿喷型高性能混凝土及砂浆、止水堵漏的速凝混凝土，铁路、公路、水工导流洞等隧道初次衬砌混凝土及砂浆，以及冶金、煤矿的井巷、军工、人防的地下工程的薄壁混凝土加固、修复、基坑护壁、耐火工程、防护工程。用于湿法喷射混凝土的液体速凝剂包括有碱速凝剂和液体无碱速凝剂，新型复合型无碱液体速凝剂是目前速凝剂的发展方向。

虽然我国液态无碱速凝剂研究虽然发展速度很快，工程应用比重也显著提高，但是仍存在一些问题，相对传统速凝剂，液态无碱速凝剂掺量偏高，仍存在一定的不稳定性，并且稳定周期短；此外，液体无碱速凝剂还常存在与水泥适应性不好，不同种类水泥与其匹配使用，速凝效果有明显差别。价格偏高。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种无碱液体速凝剂及其制备方法，该速凝剂适应性好，掺量低，凝结速度快，质量稳定。

本发明通过以下技术方案实现：

一种无碱液体速凝剂，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝40-50份、甲酸钙0-5份、六硅酸镁5-10份、有机胺1-10份、稳定剂1-5份、氢氧化锂1-3份、聚丙烯酰胺1-3份、甲基纤维素0-0.5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0-1份、水25-40份。

优选的，一种无碱液体速凝剂，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝45-50份、甲酸钙0-3份、六硅酸镁5-8份、有机胺3-8份、稳定剂1-3份、氢氧化锂2-3份、聚丙烯酰胺1.5-2.5份、甲基纤维素0.1-0.3份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.1-0.8份、水25-35份。

所述聚合硫酸铝分子式为[Al(OH)x(SO4)y·(H2O)z]m，其中m代表聚合度；所述聚合硫酸铝通过活性氢氧化铝与硫酸铝溶液反应聚合而成。

所述稳定剂为水杨酸或柠檬酸中的一种或两种混合物。

所述有机胺为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。

一种无碱液体速凝剂的制备方法，包括如下步骤：

a) 准确称取各物料，先将聚合硫酸铝粉碎，过80-150目筛；

b）取总用水量一半的水，将水加热到55-65℃，持续搅拌条件下，将粉碎后的聚合硫酸铝逐渐加入，溶解至乳白悬浮状；

c）缓慢滴加有机胺，55-65℃下恒温搅拌15-20min，得溶液A；

d) 取取总用水量另一半的水，将水加热到65-75℃，持续搅拌条件下，将六硅酸镁全部加入，继续搅拌，直至六硅酸镁全部溶解，得溶液B；

e）75-85℃搅拌条件下，将溶液A缓慢加入溶液B中，恒温搅拌1-3小时；

f）将甲酸钙加入并搅拌均匀；

g）将步骤f）得到的混合溶液冷却至30-40℃，加入稳定剂、甲基纤维素、氢氧化锂、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚丙烯酰胺，搅拌均匀，得到无碱液体速凝剂。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明速凝剂凝结时间短，凝结时间满足国家相关标准要求，1天强度较高，28天强度无损失，本发明速凝剂在掺量1%～3%即能使水泥在3min内初凝，在7min内终凝；并且在-10℃～ 45℃条件下具有良好的储存稳定性。

本发明速凝剂成分中包含甲酸钙，能加快凝结速度、缩短凝结时间，特别是在冬天施工中，能避免低温下凝结速度过慢，甲酸钙的用量随着温度的下降而逐渐增加。六硅酸镁能去除本产品中的微量杂质和色素及臭味，有效改善产品的品质。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

一种无碱液体速凝剂，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝40份、甲酸钙5份、六硅酸镁10份、有机胺10份、稳定剂5份、氢氧化锂3份、聚丙烯酰胺3份、甲基纤维素0.5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1份、水40份。

所述聚合硫酸铝分子式为[Al(OH)x(SO4)y·(H2O)z]m，其中m代表聚合度，m≤10，所述聚合硫酸铝通过活性氢氧化铝与硫酸铝溶液反应聚合而成。所述稳定剂为水杨酸。所述有机胺为二乙醇胺。

实施例2

一种无碱液体速凝剂，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝50份、甲酸钙0份、六硅酸镁5份、有机胺1份、稳定剂1份、氢氧化锂1份、聚丙烯酰胺1份、甲基纤维素0份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.5份、水25份。

所述聚合硫酸铝分子式为[Al(OH)x(SO4)y·(H2O)z]m，其中m代表聚合度，m≤10；所述聚合硫酸铝通过活性氢氧化铝与硫酸铝溶液反应聚合而成。

所述稳定剂为柠檬酸中。

所述有机胺为三乙醇胺中。

实施例3

一种无碱液体速凝剂，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝45份、甲酸钙3份、六硅酸镁7份、有机胺5份、稳定剂3份、氢氧化锂2份、聚丙烯酰胺2份、甲基纤维素0.3份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1份、水30份。

所述聚合硫酸铝分子式为[Al(OH)x(SO4)y·(H2O)z]m，其中m代表聚合度，m≤10；所述聚合硫酸铝通过活性氢氧化铝与硫酸铝溶液反应聚合而成。

所述稳定剂为水杨酸与柠檬酸比例为1:1的混合物。

所述有机胺为二乙醇胺。

实施例4

一种无碱液体速凝剂，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝50份、甲酸钙1份、六硅酸镁5份、有机胺3份、稳定剂2份、氢氧化锂3份、聚丙烯酰胺1.5份、甲基纤维素0.1份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.1份、水35份。

所述聚合硫酸铝分子式为[Al(OH)x(SO4)y·(H2O)z]m，其中m代表聚合度，m≤10；所述聚合硫酸铝通过活性氢氧化铝与硫酸铝溶液反应聚合而成。

所述稳定剂为柠檬酸。

所述有机胺为三乙醇胺。

一种无碱液体速凝剂的制备方法，包括如下步骤：

a) 准确称取各物料，先将聚合硫酸铝粉碎，过80-150目筛；

b）取总用水量一半的水，将水加热到55-65℃，持续搅拌条件下，将粉碎后的聚合硫酸铝逐渐加入，溶解至乳白悬浮状；

c）缓慢滴加有机胺，55-65℃下恒温搅拌15-20min，得溶液A；

d) 取取总用水量另一半的水，将水加热到65-75℃，持续搅拌条件下，将六硅酸镁全部加入，继续搅拌，直至六硅酸镁全部溶解，得溶液B；

e）75-85℃搅拌条件下，将溶液A缓慢加入溶液B中，恒温搅拌1-3小时；

f）将甲酸钙加入并搅拌均匀；

g）将步骤f）得到的混合溶液冷却至30-40℃，加入稳定剂、甲基纤维素、氢氧化锂、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚丙烯酰胺，搅拌均匀，得到无碱液体速凝剂。

本发明速凝剂成分中包含甲酸钙，能加快凝结速度、缩短凝结时间，特别是在冬天施工中，能避免低温下凝结速度过慢，甲酸钙的用量随着温度的下降而逐渐增加。六硅酸镁能去除本产品中的微量杂质和色素及臭味，有效改善产品的品质。

将实施例3所制备的无碱液体速凝剂按照5%的掺量，对不同品牌的水泥进行凝结时间和砂浆强度的检测，试验结果如表1所示：

表1

本发明不会限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。

Claims (6)

1.一种无碱液体速凝剂，其特征在于，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝40-50份、甲酸钙0-5份、六硅酸镁5-10份、有机胺1-10份、稳定剂1-5份、氢氧化锂1-3份、聚丙烯酰胺1-3份、甲基纤维素0-0.5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0-1份、水25-40份。

2.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于，包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝45-50份、甲酸钙0-3份、六硅酸镁5-8份、有机胺3-8份、稳定剂1-3份、氢氧化锂2-3份、聚丙烯酰胺1.5-2.5份、甲基纤维素0.1-0.3份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.1-0.8份、水25-35份。

3.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于，所述聚合硫酸铝分子式为[Al(OH)x(SO4)y·(H2O)z]m，其中m代表聚合度；所述聚合硫酸铝通过活性氢氧化铝与硫酸铝溶液反应聚合而成。

4.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于，所述稳定剂为水杨酸或柠檬酸中的一种或两种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于，所述有机胺为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。

6.一种无碱液体速凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a) 准确称取各物料，先将聚合硫酸铝粉碎，过80-150目筛；

b）取总用水量一半的水，将水加热到55-65℃，持续搅拌条件下，将粉碎后的聚合硫酸铝逐渐加入，溶解至乳白悬浮状；

c）缓慢滴加有机胺，55-65℃下恒温搅拌15-20min，得溶液A；

d) 取取总用水量另一半的水，将水加热到65-75℃，持续搅拌条件下，将六硅酸镁全部加入，继续搅拌，直至六硅酸镁全部溶解，得溶液B；

e）75-85℃搅拌条件下，将溶液A缓慢加入溶液B中，恒温搅拌1-3小时；

f）将甲酸钙加入并搅拌均匀；

g）将步骤f）得到的混合溶液冷却至30-40℃，加入稳定剂、甲基纤维素、氢氧化锂、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚丙烯酰胺，搅拌均匀，得到无碱液体速凝剂。