CN114763297A - 一种铝离子增溶稳定剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝离子增溶稳定剂，该增溶稳定剂用于无碱速凝剂，其包括按质量份计的下述组分：三乙醇胺2～5份、二乙醇胺2～5份、NaF 2～5份、高分子有机铵盐14～25份和水60～80份，本发明提供的铝离子增溶稳定剂显著提升了速凝剂中的可溶性铝离子含量，有效改善了其速凝效果，制备得到的混凝土1d抗压强度最高可达10.4MPa，不仅满足了工程应用，且提升了增溶稳定剂的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种增溶稳定剂，具体讲涉及一种铝离子增溶稳定剂。
背景技术
速凝剂是一种能够使混凝土迅速凝结硬化的外加剂,通常用于地下建筑以及抢修加固工程领域。它可以增加喷射混凝土的早期强度，防止喷射混凝土由于重力而脱落，缩短喷射层之间的间隔时间，从而提高施工效率。随着隧道，矿山，铁路，堵漏等工程的大规模建设，对速凝剂的需求不断增加，而液体无碱速凝剂因高效经济且能够解决传统粉末速凝剂粉尘大，回弹率高和碱性速凝剂易发生碱骨料反应影响混凝土耐久性的问题在各种工程领域中被广泛使用。
液体无碱速凝剂主要用于提升速凝剂产品中的可溶性铝离子含量，促进普通硅酸盐水泥中的反应快速生成大量含铝水化相，从而在短时间内发生凝结并快速产生强度。因此，开发新工艺，稳定提升无碱速凝剂中可溶性铝离子浓度，成为无碱速凝剂产品的合成制备过程中的重点技术问题。然而，现有技术中速凝剂的促凝效果仍满足不了工程需求，并且存在使用寿命短的问题。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明公开了一种铝离子增溶稳定剂。本发明是采用下述技术方案实现的：
一种铝离子增溶稳定剂，所述增溶稳定剂用于无碱速凝剂，所述增溶稳定剂包括按质量份计的下述组分：三乙醇胺2～5份、二乙醇胺2～5份、NaF 2～5份、高分子有机铵盐14～25份和水60～80份。
进一步的，所述增溶稳定剂包括：三乙醇胺3份、二乙醇胺3份、NaF 4份、高分子有机铵盐18份和水72份。
进一步的，所述的高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如下式所示，
其中m:n:p＝1:(1～2):(5～10)，分子量为10000～20000。
进一步的，所述高分子有机铵盐的制备方法包括：在60-110℃下的次亚磷酸钠水溶液中先加入丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸羟基乙酯后再加入过硫酸胺水溶液，搅拌1-6小时得到所述高分子有机铵盐。
进一步的，所述增溶稳定剂的制备方法包括如下步骤：
1)于反应釜中加入高分子有机铵盐和水，低速搅拌10-15min，停止搅拌后浸泡10-15min；
2)再将三乙醇胺、二乙醇胺和NaF加入所述反应釜，低速搅拌至充分混匀；
3)高速分散步骤2)所得混合物10-15min，制备得铝离子增溶稳定剂。
进一步的，所述低速搅拌的速率为10-60r/min；所述高速搅拌的速率为100-120r/min。
进一步的，所述增溶稳定剂在无碱速凝剂中的掺量为3-7wt％。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
(1)本发明提供的铝离子增溶稳定剂可以显著提升速凝剂中的可溶性铝离子含量，有效改善其速凝效果，1d混凝土抗压强度最高可达10.4MPa，应用于喷射混凝土领域能够有效增强无碱速凝剂的促凝效果和强度改性作用。
(2)本发明提供的铝离子增溶稳定剂大大提升了无碱速凝剂的稳定性，4℃下放置30天无结晶现象的发生，有效改善了无碱速凝剂储存周期短，使用寿命短的弊端。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面对本发明的内容做进一步的说明。
本发明提供了一种铝离子增溶稳定剂，该增溶稳定剂用于无碱速凝剂，增溶稳定剂包括按质量份计的下述组分：三乙醇胺2～5份、二乙醇胺2～5份、NaF 2～5份、高分子有机铵盐14～25份和水60～80份。其中，高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸羟基乙酯的共聚物，在60-110℃下的次亚磷酸钠水溶液中先加入丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸羟基乙酯后再加入过硫酸胺水溶液，搅拌1-6小时得到高分子有机铵盐。其分子结构如式1所示，
其中m:n:p＝1:(1～2):(5～10)，分子量为10000～20000。
实施例1
本实施例提供了一种铝离子增溶稳定剂，该铝离子增溶稳定剂包括按质量百分比计的下述组分：三乙醇胺2份、二乙醇胺2份、NaF 2份、高分子有机铵盐14份、水80份；其中，高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如式1所示，其中m：n：p＝1:1:5。铝离子增溶稳定剂加入无碱速凝剂的掺量为3％。铝离子增溶稳定剂的制备方法为：在反应釜中加入高分子有机铵盐和水，以10r/min的速率搅拌10min，停止搅拌后静置10min，再将三乙醇胺、二乙醇胺和NaF加入反应釜中，在10r/min的速率下搅拌至充分混匀，再于100r/min下高速分散10min，制备得铝离子增溶稳定剂。将铝离子增溶稳定剂加入自制无定形氢氧化铝速凝剂中，采用PO42.5水泥进行测试表征，测试方法参照国家标准GB/T 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》，测试结果如表2所示。
实施例2
本实施例提供了一种铝离子增溶稳定剂，该铝离子增溶稳定剂包括按质量百分比计的下述组分：三乙醇胺3份、二乙醇胺3份、NaF 3份、高分子有机铵盐16份、水75份；其中，高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如式1所示，其中m：n：p＝1:1:6。铝离子增溶稳定剂加入无碱速凝剂的掺量为4％。铝离子增溶稳定剂的制备方法为：在反应釜中加入高分子有机铵盐和水，以20r/min的速率搅拌12min，停止搅拌后静置12min，再将三乙醇胺、二乙醇胺和NaF加入反应釜中，在20r/min的速率下搅拌至充分混匀，再于110r/min下高速分散12min，制备得铝离子增溶稳定剂。将铝离子增溶稳定剂加入自制无定形氢氧化铝速凝剂中，采用PO42.5水泥进行测试表征，测试方法参照国家标准GB/T 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》，测试结果如表2所示。
实施例3
本实施例提供了一种铝离子增溶稳定剂，该铝离子增溶稳定剂包括按质量百分比计的下述组分：三乙醇胺4份、二乙醇胺4份、NaF 4份、高分子有机铵盐13份、水75份；其中，高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如式1所示，其中m：n：p＝1:2:8。铝离子增溶稳定剂加入无碱速凝剂的掺量为5％。铝离子增溶稳定剂的制备方法为：在反应釜中加入高分子有机铵盐和水，以40r/min的速率搅拌14min，停止搅拌后静置14min，再将三乙醇胺、二乙醇胺和NaF加入反应釜中，在40r/min的速率下搅拌至充分混匀，再于110r/min下高速分散14min，制备得铝离子增溶稳定剂。将铝离子增溶稳定剂加入自制无定形氢氧化铝速凝剂中，采用PO42.5水泥进行测试表征，测试方法参照国家标准GB/T 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》，测试结果如表2所示。
实施例4
本实施例提供了一种铝离子增溶稳定剂，该铝离子增溶稳定剂包括按质量百分比计的下述组分：三乙醇胺5份、二乙醇胺5份、NaF 5份、高分子有机铵盐15份、水70份；其中，高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如式1所示，其中m：n：p＝1:2:10。铝离子增溶稳定剂加入无碱速凝剂的掺量为6％。铝离子增溶稳定剂的制备方法为：在反应釜中加入高分子有机铵盐和水，以50r/min的速率搅拌15min，停止搅拌后静置15min，再将三乙醇胺、二乙醇胺和NaF加入反应釜中，在50r/min的速率下搅拌至充分混匀，再于120r/min下高速分散15min，制备得铝离子增溶稳定剂。将铝离子增溶稳定剂加入自制无定形氢氧化铝速凝剂中，采用PO42.5水泥进行测试表征，测试方法参照国家标准GB/T 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》，测试结果如表2所示。
实施例5
本实施例提供了一种铝离子增溶稳定剂，该铝离子增溶稳定剂包括按质量百分比计的下述组分：三乙醇胺5份、二乙醇胺5份、NaF 5份、高分子有机铵盐25份、水60份；其中，高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如式1所示，其中m：n：p＝1:1:10。铝离子增溶稳定剂加入无碱速凝剂的掺量为7％。铝离子增溶稳定剂的制备方法为：在反应釜中加入高分子有机铵盐和水，以60r/min的速率搅拌15min，停止搅拌后静置15min，再将三乙醇胺、二乙醇胺和NaF加入反应釜中，在60r/min的速率下搅拌至充分混匀，再于120r/min下高速分散15min，制备得铝离子增溶稳定剂。将铝离子增溶稳定剂加入自制无定形氢氧化铝速凝剂中，采用PO42.5水泥进行测试表征，测试方法参照国家标准GB/T 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》，测试结果如表2所示。
对比例1
本发明根据力学性能和存储状态来表征无碱速凝剂中铝离子增溶稳定剂的作用效果，为进一步对比各实施例无碱速凝剂中铝离子增溶稳定剂的作用效果，本对比例不在氢氧化铝速凝剂中添加铝离子增溶稳定剂，制备得到的混凝土性能测试结果如表2所示，其余步骤同实施例。
表1.实施例1-5各成分及含量
表2.对比例1及实施例1-5测试表征结果
表2性能测试结果表明，掺入本发明提供的铝离子增溶稳定剂的无碱速凝剂可以显著提高混凝土早期抗压强度，1d混凝土抗压强度最高可达10.4MPa，并且有效避免了无碱速凝剂存储过程中分层结晶现象的发生，具有非常好的增溶、稳定效果。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种铝离子增溶稳定剂，所述增溶稳定剂用于无碱速凝剂，其特征在于，所述增溶稳定剂包括按质量份计的下述组分：三乙醇胺2～5份、二乙醇胺2～5份、NaF 2～5份、高分子有机铵盐14～25份和水60～80份。
2.如权利要求1所述的一种铝离子增溶稳定剂，其特征在于，所述增溶稳定剂包括：三乙醇胺3份、二乙醇胺3份、NaF 4份、高分子有机铵盐18份和水72份。
3.如权利要求2所述的一种铝离子增溶稳定剂，其特征在于，所述的高分子有机铵盐为丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如下式所示，
其中m:n:p＝1:(1～2):(5～10)，分子量为10000～20000。
4.如权利要求3所述的一种铝离子增溶稳定剂，其特征在于，所述高分子有机铵盐的制备方法包括：在60-110℃下的次亚磷酸钠水溶液中先加入丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸羟基乙酯后再加入过硫酸胺水溶液，搅拌1-6小时得到所述高分子有机铵盐。
5.如权利要求1所述的一种铝离子增溶稳定剂，其特征在于，所述增溶稳定剂的制备方法包括如下步骤：
1)于反应釜中加入高分子有机铵盐和水，低速搅拌10-15min，停止搅拌后静置10-15min；
2)将三乙醇胺、二乙醇胺和NaF加入反应釜，低速搅拌至充分混匀；
3)高速分散步骤2)所得混合物10-15min，制备得铝离子增溶稳定剂。
6.如权利要求5所述的一种铝离子增溶稳定剂，其特征在于，所述低速搅拌的速率为10-60r/min；所述高速搅拌的速率为100-120r/min。
7.如权利要求1所述的一种铝离子增溶稳定剂，其特征在于，所述增溶稳定剂在无碱速凝剂中的掺量为3-7wt％。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220719 |