CN112125568A - 一种改进型的水泥速凝剂制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,涉及建筑材料技术领域,S1、称取所需重量份数的物料:硫酸铝30‑55份、柠檬酸钠6‑8份、聚羧酸减水剂5‑14份、改性剂3‑15份、稳定剂0.5‑5份、增强剂0.1‑1份、羟基羧酸5‑15份、促凝剂3‑5份、润湿剂0.5‑1.0份以及水90份,该改进型的水泥速凝剂制备工艺,本发明制备的速凝剂,羟基羧酸的添加,能起到调节溶液pH值的作用,控制体系的pH值在4.4‑5.2之间,使复合柠檬酸铝共交联体系的活性达到最大值,显著加快了水泥的水化速率,速凝效果最为显著,且与水泥有良好的适应性,后期强度高,体系性质稳定,粉尘浓度低,本发明具有低掺量、速凝效果好,易于工业化生产,本发明只需进行混合均与即可,可以在常温下进行生产。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体为一种改进型的水泥速凝剂制备工艺。
背景技术
速凝剂是用于促进水泥混凝土凝结硬化、提高早期强度的功能型混凝土外加剂,适用于高速公路、高速铁路和隧道工程等领域,按碱含量划分,速凝剂有分为无碱速凝剂(Na2Oeq≤1份)和有碱速凝剂(Na2Oeq>1份),速凝剂是使水泥快速凝结硬化的外加剂,主要应用于喷射混凝土施工中,在隧道、地下矿井等工程施工中,喷射混凝土施工具有普通混凝土无可比拟的优越性,已经成为此类工程的必须措施,速凝剂的作用是加快喷射混凝土的凝结硬化,提高其早期强度,这样为快速施工奠定了基础。
目前的速凝剂在使用的过程中稳定性较差,同时在制备的过程中掺有大量的其它原料,影响其促凝效果以及稳定性,从而严重影响在混凝土中的应用,为此,我们提出了一种改进型的水泥速凝剂制备工艺来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,包括以下步骤:
S1、称取所需重量份数的物料:硫酸铝30-55份、柠檬酸钠6-8份、聚羧酸减水剂5-14份、改性剂3-15份、稳定剂0.5-5份、增强剂0.1-1份、羟基羧酸5-15份、促凝剂3-5份、润湿剂0.5-1.0份以及水90份;
S2、原料的分散:按重量依次称取步骤S1中的各原料,将硫酸铝、柠檬酸钠和水加入分散搅拌机中,加热至60-80℃,搅拌的时间为30-60min,使之溶解;
S3、原料的第一次混合:将步骤S2中称取的聚丙烯酰胺加入步骤S2中的分散搅拌机中,在60-80℃条件下,加热搅拌的时间为20-40min;
S4、原料的第二次混合:将步骤S2中称取的聚羧酸减水剂加入步骤S2中的分散搅拌机中,在60-80℃条件下,加热进行搅拌,并依次加入改性剂和稳定剂,搅拌速度不低于200r/min;
S5、混合料的制备:将步骤S2中称取的羟基羧酸加入分散搅拌机中,在50-60℃条件下,并依次加入增强剂、促凝剂和润湿剂,搅拌30-60min,控制pH值在4.4-5.2之间,调制所需的糊状物料,适合温度、压力下充分搅拌,得到混合料;
S6、干燥和磨粉处理:将步骤S5中制备的混合料进行微波干燥,磨粉处理,即得到所需的水泥速凝剂。
进一步优化本技术方案,所述步骤S2和步骤S3中搅拌速率为100-300r/min。
进一步优化本技术方案,所述步骤S4中的稳定剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸、水杨酸、磷酸中的一种或几种,所述步骤S4中的改性剂为五水偏硅酸钠。
进一步优化本技术方案,所述步骤S5中的润湿剂为高分子量的聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素。
进一步优化本技术方案,所述步骤S5中在适合温度、压力下充分搅拌是在温度为60-80℃、真空度为0.08-0.10Mpa、转速为100-300rpm下搅拌30-60min。
进一步优化本技术方案,所述步骤S5中的羟基羧酸为α-羟基乙酸。
进一步优化本技术方案,所述步骤S5中的促凝剂为可溶于水的氟化盐和/或亚硝酸盐,优选为氟化钠和/或亚硝酸钠,更优选为氟化钠或亚硝酸钠,最优选为氟化钠。
进一步优化本技术方案,所述步骤S5中的增强剂为三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、乙二胺四乙醇中的一种,
进一步优化本技术方案,所述步骤S5中羟基羧酸的搅拌时间为2-5min,加入增强剂、促凝剂和润湿剂后持续搅拌7-10min。
进一步优化本技术方案,所述步骤S6中微波干燥是在温度为80-100℃下干燥,所述步骤S6中的磨粉是将物料研磨至粒径为100-200目;所述步骤S6中制备的水泥速凝剂的掺入量为水泥用量的3-5%。
有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,具备以下有益效果:
1、该改进型的水泥速凝剂制备工艺,本发明通过添加稳定剂和改性剂,主要用于改善速凝剂的稳定性,本发明制备的速凝剂中,含有的改性剂五水偏硅酸钠,可提高产品的黏度以及水泥中硅元素的含量,可有效加速水泥水化,缩短水泥的凝结时间并提高混凝土的强度,速凝剂具有掺量低、促凝增强效果显著、稳定性好的特点。
2、该改进型的水泥速凝剂制备工艺,本发明制备的速凝剂,羟基羧酸的添加,能起到调节溶液pH值的作用,控制体系的pH值在4.4-5.2之间,使复合柠檬酸铝共交联体系的活性达到最大值,显著加快了水泥的水化速率,速凝效果最为显著,且与水泥有良好的适应性,后期强度高,体系性质稳定,粉尘浓度低,本发明具有低掺量、速凝效果好,易于工业化生产,本发明只需进行混合均与即可,可以在常温下进行生产,本发明的合成过程时间短,操作简单,按制备方法逐步加入所需反应物,不需特殊操作,制备工艺简单、原材料易得。
附图说明
图1为本发明提出的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,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。
实施例一:请参考图1,本发明公开了一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,包括以下步骤:
S1、称取所需重量份数的物料:硫酸铝30份、柠檬酸钠6份、聚羧酸减水剂5份、改性剂3份、稳定剂0.5份、增强剂0.1份、羟基羧酸5份、促凝剂份、润湿剂0.5份以及水90份。
S2、原料的分散:按重量依次称取步骤S1中的各原料,将硫酸铝、柠檬酸钠和水加入分散搅拌机中,加热至60℃,搅拌时间为30min,搅拌速率为100r/min,使之溶解;
S3、原料的第一次混合:将步骤S2中称取的聚丙烯酰胺加入步骤S2中的分散搅拌机中,在60℃条件下,加热搅拌的时间为20min,搅拌速率为100r/min;
S4、原料的第二次混合:将步骤S2中称取的聚羧酸减水剂加入步骤S2中的分散搅拌机中,在60℃条件下,加热进行搅拌,并依次加入改性剂和稳定剂,稳定剂为水杨酸,改性剂为五水偏硅酸钠,搅拌速度不低于200r/min;
S5、混合料的制备:将步骤S2中称取的羟基羧酸加入分散搅拌机中,羟基羧酸为α-羟基乙酸,在50℃条件下,并依次加入增强剂、促凝剂和润湿剂,润湿剂为高分子量的聚丙烯酰胺,促凝剂为可溶于水的氟化盐,增强剂为二乙醇单异丙醇胺,控制pH值为4.4,羟基羧酸的搅拌时间为2min,加入增强剂、促凝剂和润湿剂后持续搅拌7min,调制所需的糊状物料,适合温度、压力下充分搅拌,得到混合料,在适合温度、压力下充分搅拌是在温度为60℃、真空度为0.08Mpa、转速为100rpm下搅拌30min;
S6、干燥和磨粉处理:将步骤S5中制备的混合料进行微波干燥,磨粉处理,微波干燥是在温度为80℃下干燥,磨粉是将物料研磨至粒径为100目,即得到所需的水泥速凝剂,制备的水泥速凝剂的掺入量为水泥用量的3-5%。
实施例二:请参考图1,本发明公开了一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,包括以下步骤:
S1、称取所需重量份数的物料:硫酸铝30份、柠檬酸钠7份、聚羧酸减水剂10份、改性剂12份、稳定剂2份、增强剂1份、羟基羧酸15份、促凝剂3份、润湿剂0.5份以及水90份。
S2、原料的分散:按重量依次称取步骤S1中的各原料,将硫酸铝、柠檬酸钠和水加入分散搅拌机中,加热至70℃,搅拌的时间为40min,搅拌速率为210r/min,使之溶解;
S3、原料的第一次混合:将步骤S2中称取的聚丙烯酰胺加入步骤S2中的分散搅拌机中,在60-80℃条件下,加热搅拌的时间为30min,搅拌速率为220r/min;
S4、原料的第二次混合:将步骤S2中称取的聚羧酸减水剂加入步骤S2中的分散搅拌机中,在70℃条件下,加热进行搅拌,并依次加入改性剂和稳定剂,稳定剂为乙二胺四乙酸,改性剂为五水偏硅酸钠,搅拌速度不低于200r/min;
S5、混合料的制备:将步骤S2中称取的羟基羧酸加入分散搅拌机中,羟基羧酸为α-羟基乙酸,在50℃条件下,并依次加入增强剂、促凝剂和润湿剂,润湿剂为高分子量的聚丙烯酰胺,促凝剂为氟化钠,增强剂为二乙醇单异丙醇胺,控制pH值为5.0,羟基羧酸的搅拌时间为3min,加入增强剂、促凝剂和润湿剂后持续搅拌8min,调制所需的糊状物料,适合温度、压力下充分搅拌,得到混合料,在适合温度、压力下充分搅拌是在温度为70℃、真空度为0.09Mpa、转速为200rpm下搅拌45min;
S6、干燥和磨粉处理:将步骤S5中制备的混合料进行微波干燥,磨粉处理,微波干燥是在温度为90℃下干燥,磨粉是将物料研磨至粒径为150目,即得到所需的水泥速凝剂,制备的水泥速凝剂的掺入量为水泥用量的3-5%。
实施例三:请参考图1,本发明公开了一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,包括以下步骤:
S1、称取所需重量份数的物料:硫酸铝55份、柠檬酸钠6份、聚羧酸减水剂14份、改性剂15份、稳定剂5份、增强剂1份、羟基羧酸15份、促凝剂5份、润湿剂0.5份以及水90份。
S2、原料的分散:按重量依次称取步骤S1中的各原料,将硫酸铝、柠檬酸钠和水加入分散搅拌机中,加热至80℃,搅拌时间为60min,搅拌速率为300r/min,使之溶解;
S3、原料的第一次混合:将步骤S2中称取的聚丙烯酰胺加入步骤S2中的分散搅拌机中,在80℃条件下,加热搅拌40min,搅拌速率为300r/min;
S4、原料的第二次混合:将步骤S2中称取的聚羧酸减水剂加入步骤S2中的分散搅拌机中,在80℃条件下,加热进行搅拌,并依次加入改性剂和稳定剂,稳定剂为磷酸,改性剂为五水偏硅酸钠,搅拌速度不低于200r/min;
S5、混合料的制备:将步骤S2中称取的羟基羧酸加入分散搅拌机中,羟基羧酸为α-羟基乙酸,在60℃条件下,并依次加入增强剂、促凝剂和润湿剂,润湿剂为高分子量的聚丙烯酰胺,促凝剂为氟化钠或亚硝酸钠,增强剂为乙二胺四乙醇,控制pH值在5.2之间,羟基羧酸的搅拌时间为5min,加入增强剂、促凝剂和润湿剂后持续搅拌10min,调制所需的糊状物料,适合温度、压力下充分搅拌,得到混合料,在适合温度、压力下充分搅拌是在温度为80℃、真空度为0.10Mpa、转速为300rpm下搅拌60min;
S6、干燥和磨粉处理:将步骤S5中制备的混合料进行微波干燥,磨粉处理,微波干燥是在温度为100℃下干燥,磨粉是将物料研磨至粒径为200目,即得到所需的水泥速凝剂,制备的水泥速凝剂的掺入量为水泥用量的3-5%。
判断标准:通过三个实施例对比,效果最佳者为实施例二,因此,选择实施例二为最佳实施例,具体对量的改变,也属于本技术方案保护的范围。
本发明的有益效果:该改进型的水泥速凝剂制备工艺,本发明通过添加稳定剂和改性剂,主要用于改善速凝剂的稳定性,本发明制备的速凝剂中,含有的改性剂五水偏硅酸钠,可提高产品的黏度以及水泥中硅元素的含量,可有效加速水泥水化,缩短水泥的凝结时间并提高混凝土的强度,速凝剂具有掺量低、促凝增强效果显著、稳定性好的特点;本发明制备的速凝剂,羟基羧酸的添加,能起到调节溶液pH值的作用,控制体系的pH值在4.4-5.2之间,使复合柠檬酸铝共交联体系的活性达到最大值,显著加快了水泥的水化速率,速凝效果最为显著,且与水泥有良好的适应性,后期强度高,体系性质稳定,粉尘浓度低,本发明具有低掺量、速凝效果好,易于工业化生产,本发明只需进行混合均与即可,可以在常温下进行生产,本发明的合成过程时间短,操作简单,按制备方法逐步加入所需反应物,不需特殊操作,制备工艺简单、原材料易得。
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 (10)
1.一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、称取所需重量份数的物料:硫酸铝30-55份、柠檬酸钠6-8份、聚羧酸减水剂5-14份、改性剂3-15份、稳定剂0.5-5份、增强剂0.1-1份、羟基羧酸5-15份、促凝剂3-5份、润湿剂0.5-1.0份以及水90份;
S2、原料的分散:按重量依次称取步骤S1中的各原料,将硫酸铝、柠檬酸钠和水加入分散搅拌机中,加热至60-80℃,搅拌的时间为30-60min,使之溶解;
S3、原料的第一次混合:将步骤S2中称取的聚丙烯酰胺加入步骤S2中的分散搅拌机中,在60-80℃条件下,加热搅拌的时间为20-40min;
S4、原料的第二次混合:将步骤S2中称取的聚羧酸减水剂加入步骤S2中的分散搅拌机中,在60-80℃条件下,加热进行搅拌,并依次加入改性剂和稳定剂,搅拌速度不低于200r/min;
S5、混合料的制备:将步骤S2中称取的羟基羧酸加入分散搅拌机中,在50-60℃条件下,并依次加入增强剂、促凝剂和润湿剂,控制pH值在4.4-5.2之间,调制所需的糊状物料,适合温度、压力下充分搅拌,得到混合料;
S6、干燥和磨粉处理:将步骤S5中制备的混合料进行微波干燥,磨粉处理,即得到所需的水泥速凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于:所述步骤S2和步骤S3中搅拌速率为100-300r/min。
3.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于:所述步骤S4中的稳定剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸、水杨酸、磷酸中的一种或几种,所述步骤S4中的改性剂为五水偏硅酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于:所述步骤S5中的润湿剂为高分子量的聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素。
5.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于,所述步骤S5中在适合温度、压力下充分搅拌是在温度为60-80℃、真空度为0.08-0.10Mpa、转速为100-300rpm下搅拌30-60min。
6.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于,所述步骤S5中的羟基羧酸为α-羟基乙酸。
7.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于,所述步骤S5中的促凝剂为可溶于水的氟化盐和/或亚硝酸盐,优选为氟化钠和/或亚硝酸钠,更优选为氟化钠或亚硝酸钠,最优选为氟化钠。
8.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于,所述步骤S5中的增强剂为三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、乙二胺四乙醇中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于,所述步骤S5中羟基羧酸的搅拌时间为2-5min,加入增强剂、促凝剂和润湿剂后持续搅拌7-10min。
10.根据权利要求1所述的一种改进型的水泥速凝剂制备工艺,其特征在于,所述步骤S6中微波干燥是在温度为80-100℃下干燥,所述步骤S6中的磨粉是将物料研磨至粒径为100-200目,所述步骤S6中制备的水泥速凝剂的掺入量为水泥用量的3-5%。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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