CN113024150A - 一种喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂及其制备方法涉及建筑材料领域。主要是为解决现有无碱速凝剂有毒性和刺激性，对水泥早强不利的问题而发明的。它包括以下重量百分比的原料：复配硫酸铝52%，稳定剂6%，FM 1.2%，早强剂16%，其余为水。先将水加入到烧杯内，按比例缓慢倒入复配硫酸铝，开动搅拌，加热至70~80℃。把FM用胶头滴管滴入烧杯，进行30分钟的搅拌直至溶液基本清澈。把W1用胶头滴管滴入烧杯，搅拌30分钟。向烧杯内加入W2并保持加热和搅拌。添入早强剂，停止加热，保持搅拌至溶液恢复室温。优点是具有水泥适应性广泛、储存稳定性好、掺量较少、未使用有毒的原料等特点。
Description
技术领域：
本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂及其制备方法。
背景技术：
随着世界各国现代化基础工程建设的快速推进和发展，高速公路、铁路、桥梁、隧道等的基建工程俯拾皆是，其基础工程建设的规模也在不断扩大，使得对混凝土用速凝剂的使用量大大增加，对速凝剂的性能也提出了更高的要求。现阶段大量现代化基础工程建设常用速凝剂多是碱性较强的粉状速凝剂，在施工中存在对工人皮肤有害、污染大、强度损失大等缺陷，不能满足绿色环保施工要求，因此开发和应用无碱液态的速凝剂具有十分重要的意义。
由于我国对液体无碱速凝剂的研究仍处于初级阶段，现阶段仍然由很多问题没有解决。如液体无碱速凝剂的稳定性问题，因为材料体系本身的原因，由硫酸铝和配位剂制成的速凝剂稳定性较差，保存期限一般不超过一个月，更有甚者只有一周的稳定保存期限，超过期限便会分层。只是因为，一方面硫酸铝溶液浓度过髙的情况下自身便容易析岀硫酸铝，尽管添加醇胺可以使溶液中的铝离子含量降低，但体系依然存在大量硫酸根离子，硫酸铝仍然会析出。所以如何运用合理的手段来调节以硫酸铝为原材料的无碱液态速凝剂的稳定性，就成了将硫酸铝型无碱速凝剂推广必须面临的问题。
再如在无碱液体速凝剂的硏究中，如何获得髙浓度的铝离子含量成为关键。就常见的操作方式就是增加速凝剂的掺量，但对于一般水泥而言，2~8%的掺量范围是可以接受的，而有的研究其掺量可达12%，成本的大幅度提升显然不利于无碱液体速凝剂的推广应用。也可以添加氟化物，如氢氟酸、氢氟钠、氟化镁铝等材料都能提髙硫酸铝的溶解度，促凝效果十分明显。且水化氟离子能产生水化物，提高抗剪切力，减少混凝土终凝的时间；氟离子还会起到络合作用，与水中的硫酸铝结合产生络合物，使水中的铝离子稳定存在。
但众所周知，氢氟酸属于强酸，既有较髙的毒性和刺激性，又会腐蚀人体；FM被吸入会使人中毒；氟化铝对呼吸系统会产生刺激作用，若是长期接触会影响健康。以及添加材料对混凝士强度的影响，许多研究为了增大硫酸铝的浓度，而大量増加其他有机、无机材料，虽然能有效的提高促凝效果，但其对砂浆强度的影响也不容忽视。其中醇胺等材料在速凝剂质量中的比例髙居不下，然而醇胺的掺量比例大于10%时，可能会对水泥早强有不利的影响。与之相同的还有作为稳定剂的无机酸、羧酸等物质。这也是大多研究认为无碱液体速凝剂对后期强度几乎无不良影响，但具有早期强度发展慢的问题。针对现阶段液体无碱速凝剂在工程建设中存在的问题，研制一新型喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂对解决上述施工难题具有十分迫切的现实意义。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种水泥适应性广、无碱无氯、掺量低且性能稳定的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂及其制备方法，解决了稳定性问题、降低其在掺量并且用其他材料代替有毒性的原料、以及混凝土早期发展慢的问题。
本发明的目的是这样实现的：一种喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂，包括以下重量百分比的原料：复配硫酸铝52%，稳定剂6%，FM 1.2%，早强剂16%，其余为水。
所述的FM为氟硅酸镁。
所述的复配硫酸铝为硫酸铝和硝酸铝复掺而成，硫酸铝和硝酸铝的掺量比为6：1。
所述的稳定剂为W1和W2按1:0.7质量比混合制成；所述的W1为二乙醇、W2为聚丙烯酰胺。
防水剂与硬化剂为氟硅酸镁。
所述的早强剂由S1、S2、H1按3:5:6的质量比混合制成，所述的S1为三异丙醇胺、S2为草酸、S3为氢氧化钠。
一种喷射混凝土用无碱液体速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量配比称取各原料；
（2）先将水加入到烧杯内，按比例缓慢倒入复配硫酸铝，开动搅拌，加热至70~80℃。
（3）把称量好的FM用胶头滴管滴入烧杯，进行30分钟的搅拌直至溶液基本清澈。
（4）把按比例计算好的W1用胶头滴管滴入烧杯，搅拌30分钟。
（5）向烧杯内加入W2并保持加热和搅拌。
（6）添入按比例计算好的早强剂组分S1、S2和H1，停止加热，保持搅拌至溶液恢复室温。
本产品使用时，掺量为水泥质量的8%。
本发明的有益效果是：本发明具有水泥适应性广泛、储存稳定性好、掺量较少、未使用有毒的原料等特点，凝结时间、1d抗压强度、28d抗压强度比等指标都达到或超过“JC477-2005《喷射混凝土速凝剂》”标准的要求，此外使用该速凝剂的喷射混凝土具备回弹率低、喷射混凝土早期强度发展快、粉尘污染小等特点。
具体实施方式：
以下几个实施例是对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见，所描述的实施例仅是本发明的实施例的一部分，而不是全部的实施例。凡是基于本发明中的实施例，且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它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂，包括以下重量百分比的原料：复配硫酸铝52%，稳定剂6%，FM 1.2%，早强剂16%，其余为水。
所述的FM为氟硅酸镁。
所述的复配硫酸铝为硫酸铝和硝酸铝复掺而成，硫酸铝和硝酸铝的掺量比为6：1。
所述的稳定剂为W1和W2按1:0.7质量比混合制成；所述的W1为二乙醇、W2为聚丙烯酰胺。
防水剂与硬化剂为氟硅酸镁。
所述的早强剂由S1、S2、S3按3:5:6的质量比混合制成，所述的S1为三异丙醇胺、S2为草酸、S3为氢氧化钠。
一种喷射混凝土用无碱液体速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量配比称取各原料；
（2）先将水加入到烧杯内，按比例缓慢倒入复配硫酸铝，开动搅拌，加热至70~80℃。
（3）把称量好的FM用胶头滴管滴入烧杯，进行30分钟的搅拌直至溶液基本清澈。
（4）把按比例计算好的W1用胶头滴管滴入烧杯，搅拌30分钟。
（5）向烧杯内加入W2并保持加热和搅拌。
（6）添入按比例计算好的早强剂组分S1、S2和S3，停止加热，保持搅拌至溶液恢复室温。
本产品使用时，掺量为水泥质量的8%。
实施例1；
一种喷射混凝土用无碱液体防水速凝剂，无碱液体防水速凝剂掺量为水泥质量的8%，其包括以下重量百分比的原料：复配硫酸铝52%，稳定剂6%，FM1.2%。早强剂16%，其余为水。水泥材料为基准水泥（P.O42.5），其化学成分与物理性能如表1所示，水灰比为0.4。
所说的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按照重量配比称取各原料；
（2）先将水加入到反应装置，按比例缓慢倒入复配硫酸铝，开动搅拌，加热至70~80℃。
（3）把称量好的FM用胶头滴管滴入烧杯，进行30分钟的搅拌直至溶液基本清澈。
（4）把按比例计算好的W1用胶头滴管滴入烧杯，搅拌30分钟；
（5）加入W2并保持加热和搅拌。
（6）添入按比例计算好的早强剂组分S1、S2和S3，停止加热，保持搅拌至溶液恢复室温。
实施例2；
一种喷射混凝土用无碱液体防水速凝剂，无碱液体防水速凝剂掺量为水泥质量的8%，其包括以下重量百分比的原料：复配硫酸铝52%，稳定剂6%，FM1.2%。早强剂16%，其余为水。水泥材料为华新水泥（P.O42.5），其化学成分与物理性能如表所示，水灰比为0.4。
所说的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按照重量配比称取各原料；
（2）先将水加入到反应装置，按比例缓慢倒入复配硫酸铝，开动搅拌，加热至70~80℃。
（3）把称量好的FM用胶头滴管滴入烧杯，进行30分钟的搅拌直至溶液基本清澈。
（4）把按比例计算好的W1用胶头滴管滴入烧杯，搅拌25分钟；
（5）加入W2并保持加热和搅拌。
（6）添入按比例计算好的早强剂组分S1、S2和S3，停止加热，保持搅拌至溶液恢复室温。
实施例3；
一种喷射混凝土用无碱液体防水速凝剂，无碱液体防水速凝剂掺量为水泥质量的8%，其包括以下重量百分比的原料：复配硫酸铝52%，稳定剂6%，FM1.2%。早强剂16%，其余为水。水泥材料为台泥水泥（P.O42.5），其化学成分如表1所示，水灰比为0.4。
所说的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按照重量配比称取各原料；
（2）先将水加入到反应装置，按比例缓慢倒入复配硫酸铝，开动搅拌，加热至70~80℃。
（3）把称量好的FM用胶头滴管滴入烧杯，进行30分钟的搅拌直至溶液基本清澈。
（4）把按比例计算好的W1用胶头滴管滴入烧杯，搅拌20分钟；
（5）加入W2并保持加热和搅拌。
（6）添入按比例计算好的早强剂组分S1、S2和S3，停止加热，保持搅拌至溶液恢复室温。
按照以上操作步骤及表1中的原料配比，参照JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》。相关技术要求（见表2），利用所述的喷射混凝土液体无碱防水速凝剂的配方以及按照水泥质量的8%质量比作为掺量，水灰比为0.4，得出各实施例水泥凝结时间、ld抗压强度、28d抗压强度比数据如见表3所示；
在三个实施例中，由于水泥组分的不同和适应性不同，在掺量为8%的液体无碱防水速凝剂掺入后，三种水泥的凝结时间结果达到了JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》一等品的标准，1d抗压强度除基准水泥外其余两种皆达到了14MP以上，28天抗压强度比≥100%，远超过了标准中一等品≥75%的要求，基本无倒缩。由于液体无碱防水速凝剂受施工环境的影响，比如环境温度、水灰比、与减水剂的种类等等，具体掺量比值需要根据具体施工环境适量改动。
本发明具有水泥适应性广泛、性能稳定、储存性稳定好、满足绿色环保施工等特点。另外使用该速凝剂的喷射混凝土具备掺量低、回弹率低、粉尘污染小、其性能指标满足国家一等品的要求、喷射混凝土早期强度发展快等特点。
以上所述仅仅为本发明的几个实施案例，但并未因此限制了本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂，其特征是：包括以下重量百分比的原料：复配硫酸铝52%，稳定剂6%，FM 1.2%，早强剂16%，其余为水；所述的稳定剂为W1和W2混合制成。
2.按照权利要求1所述的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂，其特征是：所述的FM为氟硅酸镁。
3.按照权利要求1所述的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂，其特征是：所述的复配硫酸铝为硫酸铝和硝酸铝复掺而成，硫酸铝和硝酸铝的掺量比为6：1。
4.按照权利要求1所述的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂，其特征是：所述的W1和W2的质量比为1:0.7，W1为二乙醇、W2为聚丙烯酰胺。
5.按照权利要求1所述的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂，其特征是：所述的早强剂由S1、S2、S3按3:5:6的质量比混合制成，所述的S1为三异丙醇胺、S2为草酸、S3为氢氧化钠。
6.按照权利要求1所述的喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
（1）按照重量配比称取各原料；
（2）先将水加入到烧杯内，按比例缓慢倒入复配硫酸铝，开动搅拌，加热至70~80℃；
（3）把称量好的FM用胶头滴管滴入烧杯，进行30分钟的搅拌直至溶液基本清澈；
（4）把按比例计算好的W1用胶头滴管滴入烧杯，搅拌30分钟；
（5）向烧杯内加入W2并保持加热和搅拌；
（6）添入按比例计算好的早强剂，停止加热，保持搅拌至溶液恢复室温。
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| CN202110205606.9A CN113024150A (zh) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | 一种喷射混凝土用液体无碱防水速凝剂及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114573263A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-03 | 同济大学 | 一种适用于低温情况下喷射施工的无碱速凝剂及其使用方法 |
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2021
- 2021-02-24 CN CN202110205606.9A patent/CN113024150A/zh active Pending
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