CN1962524A - 水泥免烧速凝剂及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水泥免烧速凝剂及其生产工艺，属于建筑材料技术领域，该速凝剂由以下重量百分比的原料制成：碱金属的氢氧化物1～10％，可溶性碳酸盐10～30％，铝酸盐15～40％，柠檬酸2～7％，粉煤灰20～35％，矸石20～35％；该水泥免烧速凝剂的生产工艺为：将碱金属的氢氧化物、可溶性碳酸盐、铝酸盐、柠檬酸、粉煤灰、矸石按照上述比例混合，粉碎研磨，过筛即得速凝剂产品；本发明应用于喷射施工工艺以及快速修补和止水堵漏工程，质量稳定、适应性好、水泥凝结速度快、强度高。

Description

水泥免烧速凝剂及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种速凝剂，尤其涉及一种水泥免烧速凝剂及其生产工艺。
背景技术
建筑施工中，常常在混凝土中掺加一定量的速凝剂，使所配制的混凝土加水拌和后在很短的时间内凝结硬化，并尽快建立强度，掺加速凝剂的混凝土适合喷射施工工艺以及快速修补和止水堵漏工程。目前常用的速凝剂属于煅烧速凝剂，原料主要采用氧化钙为主要成分的青石、氧化铝为主要成分的铝石和无烟煤，其中无烟煤主要利用煅烧后灰份中的二氧化硅、三氧化二铝，无烟煤一般灰份含量为25％，上述原料在磨成粉料后加入碳酸钠混合，制成球状，放入煅烧炉煅烧，制成的熟料加入一定比例的矸石后磨粉，得到速凝剂成品；上述煅烧速凝剂生产工艺相当复杂，需要设备约20台，电耗功率为214KW，需要配料、磨粉、成球、煅烧、加填充料、再磨粉等十几道工序，生产过程中产生粉尘、噪声污染，环境污染，损害了操作工人的身体健康，并且劳动强度大，而且煅烧速凝剂的缺陷为适应性差、质量不稳定、回弹率大等等。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需煅烧的水泥免烧速凝剂及其生产方法。
本发明采用以下技术方案来实现上述目的：一种水泥免烧速凝剂，由以下重量百分比的原料制成：碱金属的氢氧化物1～10％，可溶性碳酸盐10～30％，铝酸盐15～40％，柠檬酸2～7％，粉煤灰20～35％，矸石20～35％。
碱金属的氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化钠。
可溶性碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾。
铝酸盐为铝酸钠、铝酸钾。
将碱金属的氢氧化物、可溶性碳酸盐、铝酸盐、柠檬酸、粉煤灰、矸石按照上述比例混合，粉碎研磨，过筛即得速凝剂产品。
本发明的速凝剂在水泥或混凝土的添加量为3～5％。
在混凝土、水泥中掺入本发明的速凝剂，水泥遇水混合后立即水化，速凝剂和水泥中及其添加成分发生反应，大大加快混凝土和水泥的凝固速度，适合于喷射工艺以及快速修补和止水堵漏过工程，本发明速凝剂的使用优点为质量稳定、适应性好、水泥凝结速度快、强度高。
其中速凝剂中碱金属的氢氧化物与水泥中的石膏(CaSO4)反应生成可溶性硫酸盐以及Ca(OH)2，使石膏失去缓凝作用，由于溶液中石膏的浓度降低，C3A迅速进入溶液析出水化物，导致水泥浆迅速固化，具体的反应为
①、C3A+Ca(OH)2+12H2O＝C3A·Ca(OH)2·12H2O，
②、3CaO·AL2O3+Ca(OH)2·12H2O+CaSO4·2H2O+14H2O
＝3CaO·AL2O3·CaSO4·32H2O+Ca(OH)2
③、3CaO·AL2O3·Ca(OH)2·12H2O+2(4CaO·AL2O3·13H2O)
＝3(3CaO·AL2O3·CaSO4·12H2O)+2Ca(OH)2+2H2O
沉淀下来的铝酸盐水化物，如C3A·Ca(OH)2·12H2O·C3A·CaSO4·12H2O的固溶体决定了水泥石的结构。
可溶性碳酸盐可以与水泥水化时放出的氢氧化钙反应，生成难溶性的碳酸钙和碳酸氢钙。这一反应大大缩短了水泥混凝土的凝结时间。
铝酸盐在水泥水化时与水泥中3CaO·Al2O3和4CaO·Al2O3·Fe2O3反应加速水化。
柠檬酸C6H8O7·H2O在水泥水化时加速3CaO·SiO2和3CaO·AL2O3水化提高混凝土的早期强度，加速CaO的溶解，柠檬酸和速凝剂配方中的强碱中和可加速离子扩散速度，提高活化功能，它的具体用途是在水泥水化时加速3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3水化和早期强度。
粉煤灰和矸石，其主要成份SiO2和AL2O3粉磨后遇水后粘性，能提高喷射混凝土料浆的粘聚性并能改善输送性，另外这种废料加入后，能提高水泥石的强度，能补充和改善混凝土的后期强度，加速水泥水化反应，水泥熟料的水化反应为粉煤灰的火山灰反应提供了Ca(OH)2，促进粉煤灰火山灰反应的进行，粉煤灰的火山灰反应吸收了Ca(OH)2，从而加速了水泥熟料的水化反应。
具体实施方式
实施例1、速凝剂由以下重量百分比为的原料制成：其中氢氧化钾1％，碳酸钠30％，铝酸钠15％，柠檬酸7％，粉煤灰20％，矸石27％。
制备方法：将原料按照上述比例混合，使用球磨机粉磨后，细度用80μm方孔筛筛余量小于15％，即得速凝剂产品。
实施例2、速凝剂由以下重量百分比为的原料制成：其中氢氧化钠5％、碳酸钾10％、铝酸钾35％、柠檬酸5％、粉煤灰25％、矸石20％，制备方法同实施例1。
实施例3、速凝剂由以下重量百分比为的原料制成：其中氢氧化钾8％、碳酸钠10％、铝酸钾40％、柠檬酸2％、粉煤灰20％、矸石20％，制备方法同实施例1。
实施例4、速凝剂由以下重量百分比为的原料制成：其中氢氧化钠10％、碳酸钾13％、铝酸钠15％、柠檬酸7％、粉煤灰20％、矸石35％，制备方法同实施例1。
实施例5、速凝剂由以下重量百分比为的原料制成：其中氢氧化钾10％、碳酸钾10％、铝酸钠23％、柠檬酸2％、粉煤灰35％、矸石20％，制备方法同实施例1。
将本发明制得速凝剂分别加入525#普通硅酸盐水泥、425#普通硅酸盐水泥进行初、终凝实验，其结果见下表。
  水泥种类   速凝剂加入量％   初凝时间   终凝时间
  525#普通硅酸盐水泥   3   1分45秒   5分40秒
  525#普通硅酸盐水泥   4   1分30秒   2分40秒
  525#普通硅酸盐水泥   5   1分20秒   2分25秒
  425#普通硅酸盐水泥   3   2分25秒   6分
  425#普通硅酸盐水泥   4   1分50秒   3分20秒
  425#普通硅酸盐水泥   5   1分30秒   3分
  525#普通硅酸盐水泥   不加速凝剂   3小时20分   4小时40分
  425#普通硅酸盐水泥   不加速凝剂   3小时40分   4小时50分
由以上表中可以看出，添加速凝剂的水泥凝固时间大大缩短，且随着添加量的增大，速凝效果更加明显。

Claims (5)

1、一种水泥免烧速凝剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：碱金属的氢氧化物1～10％，可溶性碳酸盐10～30％，铝酸盐15～40％，柠檬酸2～7％，粉煤灰20～35％，矸石20～35％。
2、如权利要求1所述的水泥免烧速凝剂，其特征在于，碱金属的氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化钠。
3、如权利要求1所述的水泥免烧速凝剂，其特征在于，可溶性碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾。
4、如权利要求1所述的水泥免烧速凝剂，其特征在于，铝酸盐为铝酸钠、铝酸钾。
5、一种水泥免烧速凝剂的生产工艺，其特征在于，将碱金属的氢氧化物、可溶性碳酸盐、铝酸盐、柠檬酸、粉煤灰、矸石按照上述比例混合，粉碎研磨，过筛即得速凝剂产品。
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