CN110981268B - 一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物及其使用方法 - Google Patents

一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物及其使用方法所述的组合物中休眠剂由氟硅酸盐、羟基羧酸、螯合剂、聚丙烯酸和水组成；所述的组合物中唤醒剂由水溶性钙盐、链烷醇胺、硅溶胶和水组成。本发明的有益效果为：产品不含钾、钠等碱金属离子，不含氯离子。能够有效提高湿喷混凝土工作性能保持时间，同时又能有效改善喷射混凝土喷射效果。与碱性和无碱速凝剂适应性良好，应用方法简便。

Description

一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物及其使用 方法
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂领域，特别是涉及一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物及其使用方法。
背景技术
随着近年来我国西部交通建设提速，以及隧道施工技术的发展。越来越多的隧道初期支护采用了湿喷混凝土。湿喷混凝土在混凝土拌合站拌合完成后，运送到隧道工作面进行喷射施工。由于隧道施工多处于交通不便的山区，且隧道施工工作面狭窄，湿喷混凝土运送时间通常在1～2h，甚至更长时间。在隧道喷射混凝土施工过程中，时常由于意外情况导致施工中断时间过长，拌合好的喷射混凝土由于塌落度损失，导致无法卸料。而常规的缓凝剂虽然可以延长混凝土的凝结时间，但是并不能使新拌混凝土具有更长的工作性能保持时间。而且缓凝剂的加入，会与随后加入喷射混凝土的速凝剂起冲突，导致喷射效果变差，回弹率升高，从而浪费更多的喷射混凝土。
湿喷混凝土休眠剂唤醒剂组合物所要起到的作用在于当加入休眠剂时能尽可能降低甚至终止水泥的水化。当加入唤醒后则可以消除休眠剂的休眠作用，而且还应与之后加入的速凝剂配合协同作用，加速水泥水化，从而起到改善喷射效果的作用。
CN101905959B公开了一种用于水泥混凝土的休眠剂唤醒剂组合物，然而该休眠剂唤醒剂组合物针对的对象是商品混凝土并非喷射混凝土。且该发明中的休眠剂和唤醒剂中都采用了钠盐，如甲基硅醇钠、碳酸氢钠、硫代硫酸钠等。这些含有碱金属离子的物质加入混凝土中，有可能造成混凝土后期强度下降及耐久性变差。通过研究表明，膦酸类有机物对混凝土的缓凝效果过于强烈，当加入喷射混凝土中时，与速凝剂的适应性不好，极易导致喷射混凝土喷射效果变差。
发明内容
本发明为解决湿喷混凝土施工过程中遇到的上述问题，提出了能够保证湿喷混凝土超长工作性的休眠剂唤醒剂组合物，有效解决喷射混凝土长时间放置导致的工作性损失，且能与速凝剂有良好适应性，改善喷射效果，降低回弹率。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，本发明所述的组合物中休眠剂由氟硅酸盐、羟基羧酸、螯合剂、聚丙烯酸和水组成；所述的组合物中唤醒剂由水溶性钙盐、链烷醇胺、硅溶胶和水组成。
进一步，本发明所述休眠剂原材料按质量百分比计由以下物质组成：10％～20％氟硅酸盐，15％～25％的羟基羧酸，5％～10％的螯合剂，10％～15％的聚丙烯酸，余量为水；所述唤醒剂原材料按质量百分比计由以下物质组成：35％～45％的水溶性钙盐，10％～20％链烷醇胺，10％～15％的硅溶胶，余量为水。
进一步，本发明所述休眠剂中氟硅酸盐为氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸铁中的任意一种。
进一步，本发明所述休眠剂中羟基羧酸为柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸中的任意一种。
进一步，本发明所述休眠剂中螯合剂为乙二胺四乙酸或氨三乙酸中的任意一种。
进一步，本发明所述休眠剂中聚丙烯酸的相对分子质量为4000～8000，含固量为40％。
进一步，本发明所述唤醒剂中可溶性钙盐为硝酸钙、硫酸氢钙、高锰酸钙中的任意一种。
进一步，本发明所述唤醒剂中链烷醇胺为二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种。
进一步，本发明所述唤醒剂中硅溶胶为碱性硅溶胶，含固量为30％。
上述休眠剂唤醒剂组合物的使用方法，本发明向预拌好的喷射混凝土中加入以混凝土胶凝材料总量为基准，掺量为0.1～0.3％的休眠剂，搅拌均匀，喷射混凝土即进入休眠状态；当喷射混凝土需要继续使用时，再加入以混凝土胶凝材料总量为基准，掺量为0.5％～2％的唤醒剂，搅拌均匀，即可唤醒喷射混凝土，进行正常混凝土喷射操作。
本发明的休眠剂唤醒剂组合物中的休眠剂：所用氟硅酸盐能够减缓水泥水化反应，使喷射混凝土进入休眠状态。当加入速凝剂后，氟硅酸盐又可以起到促凝作用。羟基羧酸与氟硅酸盐复配，能使抑制水泥水化的性能产生叠加效应。螯合剂的加入，可以螯合混凝土中的钙离子，阻止硅酸盐、铝酸盐产物的形成。聚丙烯酸可以改善喷射混凝土的工作性。
本发明的休眠-唤醒剂中的唤醒剂与休眠剂配合使用，本发明的休眠剂唤醒剂组合物中的唤醒剂：其中所用可溶性钙盐可以消除休眠剂的休眠作用。链烷醇胺促进水泥水化，并可以与速凝剂协同起到促凝、早强效果。硅溶胶可以为水泥水化产物提供晶核，以及促进水化硅酸钙凝胶的生成。
需要说明的是，本发明的休眠剂唤醒剂组合物中的唤醒剂与休眠剂需要配合使用，以生产经营目的制造、使用、许诺销售、销售、进口本发明任一产品(唤醒剂或休眠剂，唤醒剂和休眠剂)，均应视为对本发明技术的方案的不当侵犯。
本发明的有益效果是：
1.实现湿喷混凝土超长距离运输，使喷射混凝土具有更长的工作性能保持时间。
2.改善湿喷混凝土的喷射效果，降低回弹率。
3.对喷射混凝土的早期强度和后期强度无不利影响。
4.使用方法简便，操作性强。
5.本发明的湿喷混凝土休眠剂唤醒剂组合物既能够使喷射混凝土的水化反应大大降低，进入休眠状态，在规定的时间内保持混凝土的工作性，又能在规定的时间内使混凝土开始加速水化，改善喷射混凝土喷射效果，降低回弹率，节约材料成本。
具体实施方式
以下将以实施例的方式对本发明技术内容进行进一步说明。需要说明的是，以下实施例只是对本发明的进一步说明，并不能理解为对本发明权利保护范围的限制。
一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，本发明所述的组合物中休眠剂由氟硅酸盐、羟基羧酸、螯合剂、聚丙烯酸和水组成；所述的组合物中唤醒剂由水溶性钙盐、链烷醇胺、硅溶胶和水组成。
进一步，本发明所述休眠剂原材料按质量百分比计由以下物质组成：10％～20％氟硅酸盐，15％～25％的羟基羧酸，5％～10％的螯合剂，10％～15％的聚丙烯酸，余量为水；所述唤醒剂原材料按质量百分比计由以下物质组成：35％～45％的水溶性钙盐，10％～20％链烷醇胺，10％～15％的硅溶胶，余量为水。
进一步，本发明所述休眠剂中氟硅酸盐为氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸铁中的任意一种。
进一步，本发明所述休眠剂中羟基羧酸为柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸中的任意一种。
进一步，本发明所述休眠剂中螯合剂为乙二胺四乙酸或氨三乙酸中的任意一种。
进一步，本发明所述休眠剂中聚丙烯酸的相对分子质量为4000～8000，含固量为40％。
进一步，本发明所述唤醒剂中可溶性钙盐为硝酸钙、硫酸氢钙、高锰酸钙中的任意一种。
进一步，本发明所述唤醒剂中链烷醇胺为二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种。
进一步，本发明所述唤醒剂中硅溶胶为碱性硅溶胶，含固量为30％。
上述休眠剂唤醒剂组合物的使用方法，本发明向预拌好的喷射混凝土中加入以混凝土胶凝材料总量为基准，掺量为0.1～0.3％的休眠剂，搅拌均匀，喷射混凝土即进入休眠状态；当喷射混凝土需要继续使用时，再加入以混凝土胶凝材料总量为基准，掺量为0.5％～2％的唤醒剂，搅拌均匀，即可唤醒喷射混凝土，进行正常混凝土喷射操作。
实施例
表1湿喷混凝土休眠剂唤醒剂组合物配比
Figure BDA0002337053570000051
应用实施例
按照GB8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中的方法检测湿喷混凝土休眠剂唤醒剂组合物中的总碱量和氯离子含量。混凝土外加剂行业内通常规定碱含量≤1％为无碱产品，氯离子含量≤0.1％为无氯离子产品。检测结果如表2所示
表2湿喷混凝土休眠剂唤醒剂组合物中总碱量和氯离子含量
Figure BDA0002337053570000061
通过表2可以看出，本发明的湿喷混凝土休眠剂唤醒剂组合物碱含量均≤1％，氯离子含量均≤0.1％，因此属于无碱无氯型外加剂。按照表3所示的混凝土配合比进行喷射混凝土回弹率和抗压强度试验，混凝土原材料分别为红狮水泥(P.O42.5)，5～15mm连续级配的碎石，细度模数2.3的河砂，减水剂采用山东中岩建材生产的HL-700型聚羧酸减水剂。速凝剂分别采用云南凯威特新材料股份有限公司生产的HQ-241无碱液体速凝剂和HQ-400碱性液体速凝剂。
表3喷射混凝土配合比(Kg/m3)
Figure BDA0002337053570000062
表4空白例的配合比及工作性
Figure BDA0002337053570000063
Figure BDA0002337053570000071
表5应用实施效果
Figure BDA0002337053570000072
通过表4和表5中空白例和应用实施例对比表明，本发明提供的湿喷混凝土休眠剂唤醒剂组合物能够显著地延长混凝土的工作性保持时间，同时能够降低喷射混凝土回弹率。而且能提高混凝土的早期强度和后期强度。
需要说明的是，本发明的休眠剂唤醒剂组合物中的唤醒剂与休眠剂需要配合使用，以生产经营目的制造、使用、许诺销售、销售、进口本发明任一产品(唤醒剂或休眠剂，唤醒剂和休眠剂)，均应视为对本发明技术的方案的不当侵犯。
以上所述的仅是本发明的部分具体实施例(由于本发明属于数值范围，故实施例不能穷举，本发明所记载的保护范围以本发明的数值范围和其他技术要点范围为准)，方案中公知的具体内容或常识在此未作过多描述。应当指出，上述实施例不以任何方式限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述的组合物中休眠剂由氟硅酸盐、羟基羧酸、螯合剂、聚丙烯酸和水组成；所述的组合物中唤醒剂由水溶性钙盐、链烷醇胺、硅溶胶和水组成；所述休眠剂原材料按质量百分比计由以下物质组成：10%~20%氟硅酸盐，15%~25%的羟基羧酸，5%~10%的螯合剂，10%~15%的聚丙烯酸，余量为水；所述唤醒剂原材料按质量百分比计由以下物质组成：35%~45%的水溶性钙盐，10%~20%链烷醇胺，10%~15%的硅溶胶，余量为水。
2.根据权利要求1所述的湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述休眠剂中氟硅酸盐为氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸铁中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述休眠剂中羟基羧酸为柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述休眠剂中螯合剂为乙二胺四乙酸或氨三乙酸中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述休眠剂中聚丙烯酸的相对分子质量为4000~8000，含固量为40%。
6.根据权利要求1所述的湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述唤醒剂中可溶性钙盐为硝酸钙、硫酸氢钙、高锰酸钙中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述唤醒剂中链烷醇胺为二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的湿喷混凝土用无碱无氯休眠剂唤醒剂组合物，其特征在于，所述唤醒剂中硅溶胶为碱性硅溶胶，含固量为30%。
9.根据权利要求1所述休眠剂唤醒剂组合物的使用方法，其特征在于，向预拌好的喷射混凝土中加入以混凝土胶凝材料总量为基准，掺量为0.1~0.3%的休眠剂，搅拌均匀，喷射混凝土即进入休眠状态；当喷射混凝土需要继续使用时，再加入以混凝土胶凝材料总量为基准，掺量为0.5%~2%的唤醒剂，搅拌均匀，即可唤醒喷射混凝土，进行正常混凝土喷射操作。
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