CN112194408A - 一种液体无碱速凝剂及其制备方法 - Google Patents

一种液体无碱速凝剂及其制备方法 Download PDF

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    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
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Abstract

本发明公开了一种液体无碱速凝剂及其制备方法，所述液体无碱速凝剂由如下重量百分比的原料组成：硫酸铝40‑70%，增强剂1‑5%，分散剂0.1‑5%，增稠剂0.1‑1%，有机醇胺0.1‑10%，余量为水，补足100%。所述的液体无碱速凝剂常温制备，生产过程无需额外加热，节能环保；掺量6‑9%，初凝时间小于5分钟，终凝时间小于12分钟，1天强度大于7兆帕，28天强度无损失；储存稳定性好，3个月无沉淀无分层。

Description

一种液体无碱速凝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种液体无碱速凝剂的制备方法。
背景技术
速凝剂是一种能使喷射混凝土短时间内迅速凝结硬化的外加剂。依据施工工艺不同喷射技术分为干喷和湿喷，对应需要粉体速凝剂和液体速凝剂。鉴于混凝土均匀性、回弹量控制以及施工效率等方面的优势，湿喷技术日益普及并取代干喷工艺。
液体速凝剂分为有碱液体速凝剂和无碱液体速凝剂。有碱液体速凝剂pH值高，可提高喷射混凝土1天的强度，但是碱性物质的引入会引起后期碱骨料反应，进而降低服役期混凝土结构的耐久性。此外，有碱速凝剂对施工现场工作环境的影响非常大。环保意识的提高也使得无碱速凝剂的大面积推广成为可能。目前市面上的无碱速凝剂大多掺量大，凝结时间长，储存稳定性差，1天强度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体无碱速凝剂。制备方法简单易操作，凝结时间段，1天强度高，储存稳定性好。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种液体无碱速凝剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝 40-70%；
增强剂 1-5%；
分散剂 0.1-5%；
增稠剂 0.1-1%；
有机醇胺 0.1-10%；
余量为水，补足100%。
一种液体无碱速凝剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
1）称取一定量的分散剂和水，放入反应釜中低速搅拌至底料完全溶解，搅拌速度为10-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟；
2）称取一定量硫酸铝，加入底料中，同时保持搅拌，搅拌速度为10-100转/分钟，搅拌时间为30-60分钟；
3）称取一定量的增强剂加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为10-30分钟；
4）称取一定量的有机醇胺加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为5-10分钟；
5）称取一定量的增稠剂加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为10-30分钟；
6）静置30-600分钟，启动搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为10-30分钟。搅拌结束即得液体无碱速凝剂。
所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述硫酸铝是十八水合硫酸铝，其中氧化铝含量≥17%。
所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述增强剂为硫酸锂、碳酸锂、甲酸钙、乙酸钙、硫酸镁中的一种或几种的混合物。
所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述的分散剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺减水剂中的一种或几种的混合物。
所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述的有机醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合物。
所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述的增稠剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、AMPS聚合物、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种的混合物。
所述的液体无碱速凝剂，其特征在于常温制备，不需要额外加热，节能环保；掺量6-9%，初凝时间小于5分钟，终凝时间小于12分钟，1天强度大于7兆帕，28天强度无损失；储存稳定性好，3个月无沉淀无分层。
本发明提供的液体无碱速凝剂，通过增强剂实现其1天强度的快速增长，通过分散剂实现速凝剂悬浮体的有效分散，通过有机醇胺羧酸其凝结时间，通过增稠剂提高速凝剂悬浮体的储存稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
称取1g聚羧酸减水剂和24.5g水，放入反应釜中低速搅拌至底料完全溶解，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取70g硫酸铝，加入底料中，同时保持搅拌，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为60分钟。称取2g甲酸钙加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为10分钟。称取2g乙醇胺加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取0.5g聚丙烯酰胺加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为2000转/分钟，搅拌时间为10分钟。静置30分钟，启动搅拌，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为30分钟，搅拌结束即得液体无碱速凝剂SNJ-1。
实施例2
称取1.5g聚羧酸减水剂和22.5g水，放入反应釜中低速搅拌至底料完全溶解，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取65g硫酸铝，加入底料中，同时保持搅拌，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为60分钟。称取5g乙酸钙加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为10分钟。称取5g三乙醇胺加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取1.0g羧甲基纤维素加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为2000转/分钟，搅拌时间为10分钟。静置30分钟，启动搅拌，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为30分钟，搅拌结束即得液体无碱速凝剂SNJ-2。
实施例3
称取2.0g萘系减水剂和35.7g水，放入反应釜中低速搅拌至底料完全溶解，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取55g硫酸铝，加入底料中，同时保持搅拌，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为60分钟。称取1g碳酸锂加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为10分钟。称取6g二乙醇胺加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取0.3g甲基羟乙基纤维素加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为2000转/分钟，搅拌时间为10分钟。静置30分钟，启动搅拌，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为30分钟，搅拌结束即得液体无碱速凝剂SNJ-3。
实施例4
称取5.0g三聚氰胺减水剂和36.2g水，放入反应釜中低速搅拌至底料完全溶解，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取45g硫酸铝，加入底料中，同时保持搅拌，搅拌速度为50转/分钟，搅拌时间为60分钟。称取3g硫酸锂加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为10分钟。称取10g三异丙醇胺加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为5分钟。称取0.8g羟丙基甲基纤维素加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为2000转/分钟，搅拌时间为10分钟。静置30分钟，启动搅拌，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为30分钟，搅拌结束即得液体无碱速凝剂SNJ-4。
应用例
表1 液体无碱速凝剂的稳定性
编号 1个月 2个月 3个月 4个月 5个月 6个月
SNJ-1 稳定 稳定 稳定 稳定 出现少量上清液
SNJ-2 稳定 稳定 稳定 稳定 稳定 稳定
SNJ-3 稳定 稳定 稳定 出现少量上清液
SNJ-4 稳定 稳定 稳定 稳定 稳定 出现少量上清液
采用GB/T 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》规定的方法评价凝结时间和1天强度。
表2 液体速凝剂的性能测试数据
应用例 掺量 初凝时间 终凝时间 1天抗压强度/MPa
市售无碱速凝剂 7% 06:30 14:20 6.0
SNJ-1 7% 04:00 11:00 7.5
SNJ-2 7% 01:30 05:40 11.6
SNJ-3 7% 02:40 07:50 10.4
SNJ-4 7% 03:10 08:10 9.3
从表1和表2数据可以看出，液体无碱速凝剂3个月稳定性良好，7%掺量下初凝时间、终凝时间和1天抗压强度均满足国标要求。

Claims (8)

1.一种液体无碱速凝剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝 40-70%；
增强剂 1-5%；
分散剂 0.1-5%；
增稠剂 0.1-1%；
有机醇胺 0.1-10%；
余量为水，补足100%。
2.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
1）称取一定量的分散剂和水，放入反应釜中低速搅拌至底料完全溶解，搅拌速度为10-100转/分钟，搅拌时间为5-10分钟；
2）称取一定量硫酸铝，加入底料中，同时保持搅拌，搅拌速度为10-100转/分钟，搅拌时间为30-60分钟；
3）称取一定量的增强剂加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为10-30分钟；
4）称取一定量的有机醇胺加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为5-10分钟；
5）称取一定量的增稠剂加入反应釜中，同时保持搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为10-30分钟；
6）静置30-600分钟，启动搅拌，搅拌速度为1000-3000转/分钟，搅拌时间为10-30分钟；搅拌结束即得液体无碱速凝剂。
3.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述硫酸铝是十八水合硫酸铝，其中氧化铝含量≥17%。
4.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述增强剂为硫酸锂、碳酸锂、甲酸钙、乙酸钙、硫酸镁中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述的分散剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺减水剂中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述的有机醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述的增稠剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、AMPS聚合物、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于常温制备，不需要额外加热，节能环保；掺量6-9%，初凝时间小于5分钟，终凝时间小于12分钟，1天强度大于7兆帕，28天强度无损失；储存稳定性好，3个月无沉淀无分层。
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