CN102964076B - 一种无碱无氯增强型粉状混凝土速凝剂 - Google Patents

Abstract

一种无碱无氯增强型粉状速凝剂属于建筑材料技术领域中的速凝剂，具体为一种适用于喷射混凝土、砂浆、水泥净浆等的无碱无氯增强型粉状速凝剂。一种无碱无氯增强型粉状速凝剂，其特征是由下列重量比的成分组成：石膏1~3份，硫酸铝3~5份，硫铝酸盐水泥熟料4~6份。生产方法为将硫酸铝煅烧脱水后粉磨，与硫酸钙和硫铝酸盐水泥熟料粉末混合即可。本发明有显著的速凝提强作用，对于后期强度没有损害。本发明无毒、无腐蚀、生产工艺简单、成本低、经济效益和社会效益明显。

Description

一种无碱无氯增强型粉状混凝土速凝剂

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域中的速凝剂，具体为一种适用于喷射混凝土、砂浆、水泥净浆等的无碱无氯增强型粉状速凝剂。

背景技术

混凝土外加剂是工程建设过程中不可或缺的建材产品，被称为混凝土的第五组分。喷射混凝土用速凝剂是混凝土外加剂中非常重要的一种产品。喷射混凝土速凝剂能加快混凝土拌合物的凝结速度，提高早期强度，能有效防止隧道或地下矿井、边坡、建筑物坑基发生崩塌、滑坡，起到临时支护或永久支护的作用。因此喷射混凝土必须在要求的时间内达到初凝和终凝，并达到规定的强度。要达到上述要求就必须向混凝土中加入速凝剂。

喷射混凝土速凝剂的发展有着悠久的历史，大致经历了四个阶段：第一阶段主要是以铝氧熟料、纯碱或石灰岩为主要原料的无机物速凝剂；第二阶段则以添加具有特定功能的有机材料制成的复合型速凝剂；第三阶段为粉剂无碱速凝剂。第四阶段为液态速凝剂。

第一阶段：纯无机物类速凝剂。这类速凝剂国内外种类繁多，国外比较著名的有前西德Tricosal和Isecret，日本的P-500，瑞典的Sigunit和SIKA及前苏联的一些产品。我国大多数厂家生产这类产品，多数是以铝氧熟料为主要成分，加入一定比例纯碱制备而成。主要品种有红星一型、711型、尧山型、阳泉一型、782型、J85型等等。这种速凝剂呈碱性且使混凝土后期强度降低，28天强度保有率仅为60~80%。

第二阶段：含有高分子材料的增稠剂等成分的复合型速凝剂。日本研制过丙烯酸胺-丙烯酸钠共聚物作为喷射混凝土粉尘抑制剂；前西德报导过一种速凝剂由三乙醇胺、部分皂化的聚丙烯酰胺-丙烯酸-丙烯腈三元共聚物为主的喷射混凝土添加剂；冶金部建筑研究院研制过8604型添加剂，二者都使回弹量有所降低，但是均需与掺量达到8%的782型速凝剂混合使用，导致混凝土后期强度降低较大。

第三阶段：粉剂无碱速凝剂。这种速凝剂以氢氧化铝、硫酸铝、蒙脱土、高岭土或其组合物为主要原料，这种速凝剂含碱量有所降低。但是往往不能够满足施工工程对混凝土早期强度的要求，且喷射时粉尘较大。

第四阶段：液体速凝剂。液体速凝剂是对粉状速凝剂进行的改良，液体速凝剂的使用有效的降低了混凝土的回弹。目前工程上常用的液体速凝剂包括以硅酸钠、铝酸钠为主的碱性液体速凝剂和低碱（或无碱）液体速凝剂。其中碱性液体速凝剂的含碱量高，易对施工人员的身体造成伤害。同时强碱性速凝剂使水泥在水化初期形成疏松的铝酸盐水化物结构，增加了发生混凝土碱集料反应的可能性，对混凝土的后期强度和耐久性能有明显的削弱作用。另外，无碱的液体速凝剂价格普遍偏高，且存在长期放置出现分层、稳定差的问题。

从速凝剂的应用现状看来，随着经济发展和技术进步，速凝剂的使用范围越来越广，用量越来越大。据统计，2007年我国速凝剂产量约为35.4万吨，2009年产量达到100.71万吨，其中粉体占74.32%，液体占25.68%。而液体速凝剂的比例在逐年增大，但由于液体速凝剂在价格和性能等方面的原因，目前工程上使用的速凝剂仍以粉状的速凝剂居多。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种无碱无氯的混凝土速凝剂，在促进水泥凝结的同时，能够不降低混凝土的强度，无论是早期强度还是后期强度。

一种无碱无氯增强型粉状速凝剂，其特征是由下列重量比的成分组成：

石膏                          1~3份

硫酸铝                        3~5份

硫铝酸盐水泥熟料              4~6份。

优选方案一，由下列重量比的成分组成：

石膏                 3份

硫酸铝               4.5份

硫铝酸盐水泥熟料     5份。

优选方案二，由下列重量比的成分组成：

石膏                 2份

硫酸铝               4.5份

硫铝酸盐水泥熟料     5份。

所说的硫酸铝为工业硫酸铝，Al₂O₃含量大于15%，含结晶水的产品按纯硫酸铝计算重量。所说的硫铝酸盐水泥熟料中，主要成分CaO的含量为60~70%、SiO₂的含量为4~8%、Al₂O₃的含量为15~18%，SO₃的含量为7~8%。所说的石膏为无水硫酸钙，也可以是半水硫酸钙或者二水硫酸钙煅烧脱水而成。

本发明的制备方法是：硫酸铝在300℃煅烧至无水，进行研磨，细度用220目的标准筛通过，筛余量小于5%。硫铝酸盐水泥熟料粉磨细度用250目的标准筛通过，筛余量小于5%。将煅烧粉磨后的硫酸铝、硫铝酸盐水泥熟料和无水石膏混合均匀即可。

本发明的无碱无氯增强型粉状速凝剂可产生很好的效果。能够使水泥在3分钟内初凝，10分钟内终凝，早期强度迅速发展的同时，后期强度不降低。

本发明的无碱无氯增强型粉状速凝剂无毒、无味、无刺激，不伤害人体，对于混凝土内部的钢筋无锈蚀作用。

本发明的无碱无氯增强型粉状速凝剂，制备方法简单，成本低，对仪器设备要求低，适用于大批量工业化生产。

具体实施方式

实施例1

硫酸铝在300℃煅烧至无水，进行研磨，细度用220目的标准筛通过，筛余量小于5%。硫铝酸盐水泥熟料1粉磨细度用250目的标准筛通过，筛余量小于5%，硫铝酸盐水泥熟料1的组成成分如表1所示。将煅烧粉磨后的硫酸铝、硫铝酸盐水泥熟料和无水石膏按重量比4.5:5:3进行混合即可。

实施例2

硫酸铝在290℃煅烧至无水，进行研磨，细度用220目的标准筛通过，筛余量小于5%。硫铝酸盐水泥熟料2粉磨细度用250目的标准筛通过，筛余量小于5%，硫铝酸盐水泥熟料2的组成成分如表1所示。将煅烧粉磨后的硫酸铝、硫铝酸盐水泥熟料和无水石膏按重量比4.5:5:2进行混合即可。

实施例3

硫酸铝在310℃煅烧至无水，进行研磨，细度用220目的标准筛通过，筛余量小于5%。硫铝酸盐水泥熟料3粉磨细度用250目的标准筛通过，筛余量小于5%，硫铝酸盐水泥熟料3的组成成分如表1所示。将煅烧粉磨后的硫酸铝、硫铝酸盐水泥熟料和无水石膏按重量比4.5:5:2.5进行混合即可。

 本发明的速凝剂的各项性能指标均符合国家建材行业标准JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的规定。按标准，将制备实施例1、2和3中的速凝剂分别以占水泥重量的12.5%和11.5%和12%加入水泥砂浆试样中，测试凝结时间和强度，同时与未掺速凝剂的空白水泥进行对比。测试结果见表2。

表1  硫铝酸盐水泥熟料组成成分表

表2  速凝剂测试结果

Claims (3)

1.一种无碱无氯增强型粉状速凝剂，其特征是由下列重量比的成分组成：

石膏                          1～3份

硫酸铝                        3～5份

硫铝酸盐水泥熟料              4～6份；

所述的硫铝酸盐水泥熟料中，主要成分CaO的含量为60～70%、SiO₂的含量为4～8%、Al₂O₃的含量为15～18%、SO₃的含量为7～8%。

2.根据权利要求1所述的速凝剂，由下列重量比的成分组成：

石膏                 3份

硫酸铝               4.5份

硫铝酸盐水泥熟料     5份。

3.根据权利要求1所述的速凝剂，由下列重量比的成分组成：

石膏                 2份

硫酸铝               4.5份

硫铝酸盐水泥熟料     5份。