CN109354434A - 一种液体无碱速凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及速凝剂技术领域，具体涉及一种液体无碱速凝剂及其制备方法，本发明提供了一种液体无碱速凝剂及其制备方法，改性醇胺的使用抑制CH结晶，与Al3+等离子形成络合物，在水泥水化早期促进C3A的水化，提高了水化产物的扩散速率，缩短水泥水化过程的潜伏期，在促凝的同时提高早期强度；本发明提供的液体无碱速凝剂溶液稳定性强、对水泥的适应性更强、与其他混凝土外加剂相容性高、能提高水泥的凝结时间和强度，使混凝土回弹率更低。对水泥的促凝效果好，使水泥初凝时间小于等于5分钟，终凝时间小于等于10分钟，使得混凝土早期强度提高，中后期强度发展良好，1天强度大于等于7兆帕，28天抗压强度比大于等于100%，90天抗压强度保留率大于100%。
Description
技术领域
本发明涉及速凝剂技术领域，更具体而言，涉及一种液体无碱速凝剂及其制备方法。
背景技术
速凝剂是一种能使水泥混凝土快速凝结硬化的新型化学外加剂，掺入速凝剂的主要目的是使喷射混凝土每喷一次的喷层厚度得到提高，两次喷射时间间隔大大缩短，能够明显提高喷射混凝土早期强度，减小后期强度损失，进而保证了工程质量的稳定性，主要用于隧道、井巷、护坡等工程锚喷支护以及堵漏和抢修过程中。根据速凝剂的性质和状态可以分为粉体和液体两种。粉体速凝剂不溶于水，在喷射混凝土中以粉状喷射形式使用，造成环境污染和损害操作人员身体健康；随着隧道工程质量要求的不断提高，液体速凝剂作为粉体速凝剂的替代者起到越来越重要的作用。液体速凝剂相对粉体速凝剂施工质量稳定，耐久性好，具有明显的性能优势。液体速凝剂，又有有碱速凝剂和无碱速凝剂之分。液体碱性速凝剂目前存在的最显著缺陷是碱性大、腐蚀性强、掺加后混凝土后期强度损失大。随着喷射混凝土技术的发展，传统铝酸盐类产品碱性高、腐蚀性强及对人体的毒性等缺陷已无法满足喷射混凝土的使用要求。新型喷射混凝土速凝剂具有低碱或无碱的特点，大大提升了喷射混凝土的性能，在提高混凝土早期强度的基础上，不降低甚至可提高中后期强度。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种液体无碱速凝剂及其制备方法，解决现有液体速凝剂技术中混凝土碱性大、一天强度不达标、中后期强度损失大、与其他混凝土外加剂相容性差和对人体伤害大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种液体无碱速凝剂，由以下重量份原料组成：氢氟酸7-27份、氢氧化铝6-12份、聚醚5-10份、乙二胺四乙酸二钠0.2-1份、聚丙烯酰胺1-3份、三聚磷酸钠0.3-1.5份、柠檬酸铝1-5份、硫酸铝30-45份、改性醇胺3-10份、氢氧化镁3-6份、纯净水20-40份。
进一步地，所述氢氟酸的质量浓度为30%-55%。
进一步地，所述氢氧化铝的质量分数为93%-100%。
进一步地，所述醇胺为乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种混合物，所述乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的质量分数均为90%-100%；所述改性醇胺的改性剂为有机酸。
一种液体无碱速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、在容器内加入重量份为7-27份的氢氟酸，缓慢加入6-12份的氢氧化铝，搅拌；
S2、加入重量份为3-10份的改性醇胺、5-10份的聚醚、0.2-1份的乙二胺四乙酸钠、1-3份的聚丙烯酰胺、0.3-1.5份的三聚磷酸钠、1-5份的柠檬酸铝，搅拌至无固体物质；
S3、加入重量份为30-45份的硫酸铝；
S4、一次性加入3-6份的氢氧化镁，加入重量份为20-40份的纯净水，充分搅拌，制得液体无碱速凝剂。
进一步地，所述S1中搅拌时间为10-40min。
进一步地，所述S2中改性醇胺的制备方法为：在醇胺中加入有机酸，再加入Al（OH）3调节至中性，得到改性醇胺。
进一步地，所述醇胺与有机酸的摩尔比为1:2。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明提供了一种液体无碱速凝剂及其制备方法，改性醇胺的使用抑制CH结晶，与Al3 +等离子形成络合物，在水泥水化早期促进C3A的水化，提高了水化产物的扩散速率，缩短水泥水化过程的潜伏期，在促凝的同时提高早期强度；本发明提供的液体无碱速凝剂溶液稳定性强、对水泥的适应性更强、与其他混凝土外加剂相容性高、能提高水泥的凝结时间和强度，使混凝土回弹率更低。本发明提供的速凝剂无毒无腐蚀，性能稳定，对人体无任何伤害，溶液性能稳定，不沉淀，不结晶，对水泥体系适应性好；增加混凝土粘结性、降低回弹率、无粉尘；对水泥的促凝效果好，使水泥初凝时间小于等于5分钟，终凝时间小于等于10分钟，使得混凝土早期强度提高，中后期强度发展良好，1天强度大于等于7兆帕，28天抗压强度比大于等于100%,90天抗压强度保留率大于100%；成本低、制备简便、节约能源和环境友好；使用所需温度较低，容易满足，且反应伴随热量产生，反应时间短，每吨产品较已有速凝剂能节约天然气1立方米。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种液体无碱速凝剂，由以下重量份原料组成：氢氟酸7-27份、氢氧化铝6-12份、聚醚5-10份、乙二胺四乙酸二钠0.2-1份、聚丙烯酰胺1-3份、三聚磷酸钠0.3-1.5份、柠檬酸铝1-5份、硫酸铝30-45份、改性醇胺3-10份、氢氧化镁3-6份、纯净水20-40份。
在本实施例中，所述氢氟酸的质量浓度为30%-55%。所述氢氧化铝的质量分数为93%-100%。所述醇胺为乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种混合物，所述乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的质量分数均为90%-100%；所述改性醇胺的改性剂为有机酸。
一种液体无碱速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、在容器内加入重量份为7-27份的氢氟酸，缓慢加入6-12份的氢氧化铝，搅拌10-40min；
S2、加入重量份为3-10份的改性醇胺、5-10份的聚醚、0.2-1份的乙二胺四乙酸钠、1-3份的聚丙烯酰胺、0.3-1.5份的三聚磷酸钠、1-5份的柠檬酸铝，搅拌至无固体物质；
S3、加入重量份为30-45份的硫酸铝；
S4、一次性加入3-6份的氢氧化镁，加入重量份为20-40份的纯净水，充分搅拌，制得液体无碱速凝剂。
在本实施例中，所述S2中改性醇胺的制备方法为：在醇胺中加入有机酸，再加入Al（OH）3调节至中性，得到改性醇胺。所述醇胺与有机酸的摩尔比为1:2。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种液体无碱速凝剂，其特征在于，由以下重量份原料组成：氢氟酸7-27份、氢氧化铝6-12份、聚醚5-10份、乙二胺四乙酸二钠0.2-1份、聚丙烯酰胺1-3份、三聚磷酸钠0.3-1.5份、柠檬酸铝1-5份、硫酸铝30-45份、改性醇胺3-10份、氢氧化镁3-6份、纯净水20-40份。
2.根据权利要求1所述的一种液体无碱速凝剂，其特征在于：所述氢氟酸的质量浓度为30%-55%。
3.根据权利要求1所述的一种液体无碱速凝剂，其特征在于：所述氢氧化铝的质量分数为93%-100%。
4.根据权利要求1所述的一种液体无碱速凝剂，其特征在于：所述醇胺为乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种混合物，所述乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的质量分数均为90%-100%。
5.一种液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在容器内加入重量份为7-27份的氢氟酸，缓慢加入6-12份的氢氧化铝，搅拌；
S2、加入重量份为3-10份的改性醇胺、5-10份的聚醚、0.2-1份的乙二胺四乙酸钠、1-3份的聚丙烯酰胺、0.3-1.5份的三聚磷酸钠、1-5份的柠檬酸铝，搅拌至无固体物质；
S3、加入重量份为30-45份的硫酸铝；
S4、一次性加入3-6份的氢氧化镁，加入重量份为20-40份的纯净水，充分搅拌，制得液体无碱速凝剂。
6.根据权利要求5所述的一种液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于：所述S1中搅拌时间为10-40min。
7.根据权利要求5所述的一种液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于，所述S2中改性醇胺的制备方法为：在醇胺中加入有机酸，再加入Al（OH）3调节至中性，得到改性醇胺；所述改性醇胺的改性剂为有机酸。
8.根据权利要求7所述的一种液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于：所述醇胺与有机酸的摩尔比为1:2。
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