CN111908819A - 一种液态无碱速凝剂及其制备方法 - Google Patents

一种液态无碱速凝剂及其制备方法 Download PDF

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龙潇
方世昌
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Abstract

本发明以硫酸铝、氟铝酸盐、碱性硅溶胶以及磷肥企业氟硅酸废水为原料合成一种高强度无碱速凝剂。各原材料比例为硫酸铝48‑‑50份、氟铝酸盐6‑‑9份、碱性硅溶胶2‑‑4份、磷肥废料氟硅酸4‑‑8份、水29‑‑40份。其制备方法为：按所述比例称取足量的原料，首先将氟铝酸盐加入到已经称好足量釜底水的反应釜中，打开搅拌器转速为350‑‑450r/min，再加入磷肥废料氟硅酸，然后加入硫酸铝，打开加热器将温度控制在75‑‑80℃，直至反应至澄清后加入碱性硅溶胶，关闭加热器，半小时后即得到无碱速凝剂。本发明中所用的氟硅酸为磷化肥工业中难以处理的氟硅酸废水，该废料处理方法有限且对环境影响较大，而无碱速凝剂中引入该废料不仅能降低生产成本并且在凝结时间方面也能起到极大的促进作用，该技术对于磷肥企业及本公司的发展都有着重要意义。

Description

一种液态无碱速凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及到一种混凝土外加剂的制备方法，具体涉及到一种以磷肥企业废料为原料合成无碱速凝剂的制备方法。
背景技术
速凝剂作为一种促进混凝土凝结时间的外加剂，广泛应用于隧道、矿洞、抢修等工程中，速凝剂从最早的粉剂速凝剂到后来有碱液体速凝剂，再到无碱速凝剂可谓发展是十分迅速。在性能方面也是逐步完善，粉剂速凝剂在后期强度以及施工环境有很大不足，粉剂速凝剂以干喷的形式施工，所以粉尘会很大对于工人健康有很大的影响；液体速凝剂的出现在粉尘方面得到了极大的改善，但是由于最早的液体速凝剂其碱含量过高，随着时间推移混凝土中碱集料开始反应导致混凝土的后期强度损失大，并且有碱速凝剂是属于强碱，在施工中产生的水雾里自然也有较大碱性，长期施工会对工人的呼吸道造成有极大的损伤；所以很快有碱速凝剂便被无碱速凝剂取代，自从2017年喷射混凝土的国家标准更改以后，无碱速凝剂便开始普遍取代有碱速凝剂，虽然无碱速凝剂的成本、以及掺量方面都不如有碱速凝剂，但是随着技术的不断发展以及各个公司的大力投入精力研发，无碱速凝剂在成本方面、以及掺量方面也得到了改善。
在成本方面本公司在原材料上面选择以磷肥废料为原材料，由于工业废料的价格极低，在保证无碱速凝剂其他各项性能不受影响的前提下以工业废料来作为促凝成分，这不仅能很大程度的降低生产成本也能使工业废料得到循环利用。
发明内容
发明的目的是提供一种以磷肥废料为促凝成分合成无碱速凝剂的方法。
本发明将通过如下技术方案实现上述目的：本发明提供的一种液态无碱速凝剂其原料由硫酸铝、氟铝酸盐、氟硅酸、碱性硅溶胶以及水组成，所述原料组成以重量份计其比例如下：
硫酸铝 48 ~50份；
氟铝酸盐 6 ~ 9份；
氟硅酸 4 ~ 8份；
碱性硅溶胶 2 ~4份；
水 29 ~40份。
通过实践证明上述液态无碱速凝剂各组分的最佳比例以重量份计为：
硫酸铝 50份；
氟铝酸盐 8份；
氟硅酸 6份；
碱性硅溶胶 3份；
水 33份。
本发明提出的液态无碱速凝剂的制备方法，具体步骤如下：
其制备方法为：按所述比例称取足量的原料，首先将氟铝酸盐加入到已经称好足量釜底水的反应釜中，打开搅拌器转速为350--450r/min，再加入磷肥废料氟硅酸，然后加入硫酸铝，打开加热器将温度控制在75--80℃，直至反应至澄清后加入碱性硅溶胶，关闭加热器，半小时后即得到无碱速凝剂。
进一步，所述硫酸铝选用工业级原料。
进一步，氟铝酸盐选自氟铝酸钠、氟铝酸钾中的一种。
进一步，氟硅酸为开磷集团化工废料制成，浓度为15%~20%。
进一步，碱性硅溶胶为市面上普通工业级原料。
进一步，加入硫酸铝后立即加热，将温度控制在75~80℃之间，直至溶液反应至澄清。
本发明的积极效果在于：本发明的液体无碱速凝剂是以磷肥企业的废料为促凝成分，不仅降低了生产成本同时也使磷肥企业的废料得到了循环利用，并且生产的成品为一种透明液体，稳定性好，密度为1.35g/cm3~1.4g/cm3，初凝时间在3min以内，终凝时间在5min以内，掺量低，后期强度保留值能达到95%以上，生产工艺简单。
具体实施方式
以下实例更详细地描述了根据本发明方法制备液态无碱速凝剂的过程，但这些实例并不限定本发明的范围。
实施例1，一种液态无碱速凝剂各组分按重量份计其比例为：硫酸铝48份，氟铝酸钠6份，氟硅酸4份，有机硅溶胶2份，水40份。性能测试结果见表1.
实施例2，一种液态无碱速凝剂各组分按重量份计其比例为：硫酸铝48份，氟铝酸钠7份，氟硅酸5份，有机硅溶胶3份，水37份。性能测试结果见表1.
实施例3，一种液态无碱速凝剂各组分按重量份计其比例为：硫酸铝48份，氟铝酸钠8份，氟硅酸6份，有机硅溶胶3份，水35份。性能测试结果见表1.
实施例4，一种液态无碱速凝剂各组分按重量份计其比例为：硫酸铝50份，氟铝酸钠8份，氟硅酸6份，有机硅溶胶3份，水33份。性能测试结果见表1.
实施例5，一种液态无碱速凝剂各组分按重量份计其比例为：硫酸铝50份，氟铝酸钾8份，氟硅酸6份，有机硅溶胶3份，水33份。性能测试结果见表1.
表1 实施例性能测试结果
Figure 389701DEST_PATH_IMAGE001
表1中对比样为市面上随机购买的两种无碱速凝剂，水泥为遵义海螺水泥。
以实施例中综合性能最优的实施例5来检测其对水泥的适应性，具体结果见表2。
表2 各速凝剂对水泥的适应性对比
Figure 399114DEST_PATH_IMAGE002
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种以磷肥废料为原料制备液体无碱速凝剂，其特征在于：原料由硫酸铝、氟铝酸盐、氟硅酸、碱性硅溶胶和水组成；所述原料组成以重量计其比例如下；
硫酸铝 48 ~50份；
氟铝酸盐 6 ~ 9份；
氟硅酸 4 ~ 8份；
碱性硅溶胶 2 ~4份；
水 29~40份。
2.根据权利要求1所述的以磷肥废料为原料制备液体无碱速凝剂，其特征在于：各组分的比例以重量计为：
硫酸铝 50份；
氟铝酸盐 8份；
氟硅酸 6份；
碱性硅溶胶 3份；
水 33份。
3.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于：所述硫酸铝选用工业级原料。
4.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于：所述氟铝酸盐选自氟铝酸钠、氟铝酸钾中的一种。
5.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于：所述氟硅酸为开磷集团磷肥化工废料浓度为15%~20%。
6.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于：所述碱性硅溶胶为市面上普通工业级原料。
7.一种如权利要求1所述的以磷肥废料为原料制备液体无碱速凝剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
按所述比例称取足量的原料，首先将氟铝酸盐加入到已经称好足量釜底水的反应釜中，打开搅拌器转速为350--450r/min，再加入磷肥废料氟硅酸，然后加入硫酸铝，打开加热器将温度控制在75--80℃，直至反应至澄清后加入碱性硅溶胶，关闭加热器，半小时后即得到无碱速凝剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：加入硫酸铝后立即加热，将温度控制在75~80℃之间，直至溶液反应至澄清。
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