CN115286279A - 一种环保型混凝土液体速凝剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型混凝土液体速凝剂及其制备方法和应用，所述环保型混凝土液体速凝剂包括以下质量百分比的原料：改性聚合硫酸铝溶液30‑40％，草酸铝2‑6％，浓硫酸0.8‑1.6％、水玻璃溶液0.2‑0.8％以及配位剂2‑3％。本发明提供的环保型混凝土液体速凝剂的性能优良，具有高速凝、后期抗压强度好，低掺量、绿色环保、成本低的优点，对于基建设施有着重要的意义。

Description

一种环保型混凝土液体速凝剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于液体速凝剂技术领域，具体涉及一种环保型混凝土液体速凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

速凝剂是能够加快混凝土凝结和硬化速度的一种调凝剂。速凝剂在喷射混凝土、喷射砂浆及抢修补强工程、灌浆止水混凝土中应用广泛，已成为必不可少的一种外加剂。近年来，湿法喷射混凝土工艺由于施工环境好、回弹量低、施工效率高等优点而逐步取代传统的干喷工艺，得到了广泛的应用，因此对无碱液体速凝剂的研发是及其有必要的；

目前针对无碱液体速凝剂的应用来看，其在速凝效果、原料毒性以及后期抗压强度等方面仍存在不足之处，开发出性能优良的无碱液体速凝剂对于基建设施有着重要的意义，为此，我们提出了一种环保型混凝土液体速凝剂及其制备方法和应用。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供了一种环保型混凝土液体速凝剂及其制备方法和应用。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

作为本发明的一个方面，本发明提供了一种环保型混凝土液体速凝剂，包括以下质量百分比的原料：改性聚合硫酸铝溶液30-40％，草酸铝2-6％，浓硫酸0.8-1.6％、水玻璃溶液0.2-0.8％以及配位剂2-3％。

作为本发明的进一步优化方案，所述配位剂包括以下质量百分比的原料：聚丙烯酰胺0.1-0.5％以及乙醇酸1-2％。

作为本发明的进一步优化方案，所述改性聚合硫酸铝溶液组分及质量百分比为：聚合硫酸铝45-50％、醇胺化合物5-10％，余量为水；其制备方法为：将聚合硫酸铝、醇胺化合物和水在常温下混合搅拌1h得到。

作为本发明的进一步优化方案，所述醇胺化合物为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。

作为本发明的另一方面，本发明还提供了一种如上述所述的环保型混凝土液体速凝剂在制备喷射混凝土中的应用。

作为本发明的进一步优化方案，所述环保型混凝土液体速凝剂的掺入量为4-6％。

作为本发明的另一方面，本发明还提供了一种如上述所述的环保型混凝土液体速凝剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照各组分配比，将草酸铝与浓硫酸混合获得溶液A；

(2)往改性聚合硫酸铝溶液依次加入水玻璃溶液及步骤(1)制得的溶液A，得到溶液B；

(3)在步骤(2)得到的溶液B中加入乙醇酸恒温70℃搅拌20-30min，最后加入聚丙烯酰胺搅拌至均匀，即制得所述环保型混凝土液体速凝剂。

本发明工作原理在于，本发明在硫酸铝型液体速凝剂的组分配方的基础上，将硫酸铝使用改性聚合硫酸铝溶液进行替换，并与草酸铝进行复配后，两者之间形成良好的协同作用，在速凝剂配方中共同使用，并应用于喷射混凝土时可以进一步地提升喷射混凝土的后期强度，并且降低混凝土早期凝固时间，另外相较于现有硫酸铝型液体速凝剂的组分配方未使用氢氟酸，降低原料毒性、更加绿色环保。

本发明的有益效果在于：本发明提供的环保型混凝土液体速凝剂是以改性聚合硫酸铝溶液，草酸铝，浓硫酸、水玻璃溶液以及配位剂作为主要原料制备而成的，性能优良，具有高速凝、后期抗压强度好，低掺量、绿色环保、成本低的优点，对于基建设施有着重要的意义。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一、材料与方法

本实施例所用方法如无特别说明均为本领域的技术人员所知晓的常规方法，所用的试剂等材料，如无特别说明，均为市售购买产品。

本实施例提供一种环保型混凝土液体速凝剂，组分配方包括以下质量百分比的原料：改性聚合硫酸铝溶液40％，草酸铝4％，浓硫酸1.2％、水玻璃溶液0.6％以及配位剂2％，

其中，所述配位剂包括以下质量百分比的原料：聚丙烯酰胺0.2％以及乙醇酸1.5％；

所述改性聚合硫酸铝溶液组分及质量百分比为：聚合硫酸铝50％，醇胺化合物5％及水45％，醇胺化合物为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种；其制备方法为：将聚合硫酸铝、醇胺化合物和水在常温下混合搅拌1h得到；

环保型混凝土液体速凝剂的制备方法为，按照各组分配比，将草酸铝与浓硫酸混合获得溶液A；往改性聚合硫酸铝溶液依次加入水玻璃溶液及步骤(1)制得的溶液A，得到溶液B；在步骤(2)得到的溶液B中加入乙醇酸恒温70℃搅拌30min，最后加入聚丙烯酰胺搅拌至均匀，即制得所述环保型混凝土液体速凝剂。

二、验证试验

1、以实施例1公开的组分配方，在其余组分配比保持一定的情况下，(1)将草酸铝按照2％、4％、6％的掺入量掺入，并按照实施例1所述的制备过程制得样品a-c，并以掺入4％的硫酸铝作为对照组A；

(2)将改性聚合硫酸铝溶液按照30％、35％、40％的掺入量掺入，并按照实施例1所述的制备过程制得样品d-f，并以掺入40％的聚合硫酸铝溶液为对照组B；

(3)以掺入1.2％的氢氟酸作为对照组C。

分别将上述所有样品按照基准水泥重量的4％分别加入到水泥净浆及砂浆组合物中，其中，基准水泥为市购的海螺牌水泥，水泥净浆由以下材料组成：基准水泥400g；水160g。

砂浆组合物由以下材料组成：基准水泥900g；标准砂1350g；水450g。

根据中国建材行业标准JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的要求进行水泥净浆凝结时间和水泥砂浆强度试验，试验是在标准养护条件下完成。标准养护是指混凝土试块在标准养护室里养护，标准养护室的室温要维持20℃±2℃，湿度为不小于95％，所得到的试验数据如表1所示：

表1试验数据表

结论：由表1可知，样品b和样品f初凝时间和终凝时间较其他更短，1d抗压强度和28d抗压强度较其他组更高，样品b和样品f的组分配方中，草酸铝的掺入量均为4％质量百分比，改性聚合硫酸铝的掺入量均为40％质量百分比，另外，需要注意的是对照组C与样品b、f的区别在于，对照组C是掺入1.2％质量百分比的氢氟酸，而样品b、f均是掺入1.2％质量百分比的浓硫酸，最终结果证明，对照组C与样品b、f在凝固时间、抗压强度上结果相当，但氢氟酸原料毒性大对环境危害性强，在能达到同样技术效果的前提下，本发明更加具有优势。

2、以实施例1公开的组分配方及制备方法制备液体速凝剂，并按照6％的掺入量掺入到水泥净浆及砂浆组合物中得到样品g，另外以4％、6％掺入量的市购聚合硫酸铝型液体混凝剂作为对照组D和F，其中，水泥净浆由以下材料组成：基准水泥400g；水160g。

砂浆组合物由以下材料组成：基准水泥900g；标准砂1350g；水450g。

根据中国建材行业标准JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的要求进行水泥净浆凝结时间和水泥砂浆强度试验，试验是在标准养护条件下完成。标准养护是指：混凝土试块在标准养护室里养护，标准养护室的室温要维持20℃±2℃，湿度为不小于95％，所得到的试验数据如表2所示：

表2试验数据表

结论：结合表1-2可知，本发明的液体速凝剂的掺入量在4-6％时均有较短的凝固时间和较强的抗压强度，与6％掺入量的市购聚合硫酸铝型液体混凝剂相比，本发明的液体速凝剂的掺入量在4％就能达到与之相当的效果，因此，使用本发明提供的液体速凝剂可以使得速凝剂的掺入量降低，可节省成本。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种环保型混凝土液体速凝剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：改性聚合硫酸铝溶液30-40％，草酸铝2-6％，浓硫酸0.8-1.6％、水玻璃溶液0.2-0.8％以及配位剂2-3％。

2.根据权利要求1所述的一种环保型混凝土液体速凝剂，其特征在于：所述配位剂包括以下质量百分比的原料：聚丙烯酰胺0.1-0.5％以及乙醇酸1-2％。

3.根据权利要求1所述的一种环保型混凝土液体速凝剂，其特征在于，所述改性聚合硫酸铝溶液组分及质量百分比为：聚合硫酸铝45-50％、醇胺化合物5-10％，余量为水；其制备方法为：将聚合硫酸铝、醇胺化合物和水在常温下混合搅拌1h得到。

4.根据权利要求3所述的一种环保型混凝土液体速凝剂，其特征在于，所述醇胺化合物为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。

5.一种如权利要求1-4任一所述的环保型混凝土液体速凝剂在制备喷射混凝土中的应用。

6.根据权利要求5所述的环保型混凝土液体速凝剂在制备喷射混凝土中的应用，其特征在于，所述环保型混凝土液体速凝剂的掺入量为4-6％。

7.一种如权利要求1-4任一所述的环保型混凝土液体速凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照各组分配比，将草酸铝与浓硫酸混合获得溶液A；

(2)往改性聚合硫酸铝溶液依次加入水玻璃溶液及步骤(1)制得的溶液A，得到溶液B；

(3)在步骤(2)得到的溶液B中加入乙醇酸恒温70℃搅拌20-30min，最后加入聚丙烯酰胺搅拌至均匀，即制得所述环保型混凝土液体速凝剂。