CN112777960A - 一种高耐久性液体无碱速凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷射混凝土用高耐久性液体无碱速凝剂及其制备方法，以质量份数计，其原料包括：硫酸铝400～600份、有机醇胺10～50份、高吸水树脂5~20份、早强组份10~100、稳定剂5~20份、水300～500份。该产品能满足最新的速凝剂国家标准，具有碱含量低，一天抗压强度高，28天抗压轻度比大于100%，且90天抗压强度不倒缩等优点。其中的高吸水树脂在液体速凝剂中起到了增稠稳定作用，和混凝土混合初期物理吸水作用能加快混凝土凝结，降低回弹，水化过程中可以慢慢释放水分，对混凝土起到了内养护的作用，在服役期能起到防水堵漏自修复的作用，因此极大提高了混凝土的耐久性能，且生产过程中没有使用氢氟酸等有毒有害成分，不用加热，符合绿色环保的建筑材料。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程的混凝土外加剂的技术领域，更具体地说，它涉及一种高耐久性液体无碱速凝剂及其制备方法。
背景技术
液体速凝剂是湿喷工艺中必不可少的外加剂。目前使用较多的液体速凝剂为铝酸盐类的碱性速凝剂，其碱含量在10%-20%之间。碱性速凝剂对施工人员的眼睛、皮肤和呼吸***有较强的刺激和腐蚀作用，作业时尽管采用了必要的劳动保护措施，还是会对长期从事喷射施工的人员造成伤害。此外，碱性速凝剂大大增加了喷射混凝土发生碱骨料反应的可能性，且喷射混凝土后期强度倒缩高达20%-40%。无碱液体速凝剂作为重要的建筑材料，提高了喷射混凝土的后期强度，是提高喷射混凝土耐久性的关键途径之一，对于城市的地下交通、水利工程、高铁隧道、地下厂房等重要工程的建设有着重大的推动作用。
高吸水树脂作为内养护材料在混凝土中的应用越来越广泛。本发明将高吸水树脂用于液体无碱速凝剂中，在液体状态时，起到增稠稳定剂的作用，防止产品的分层沉淀，当速凝剂和混凝土混合喷射到工作面后，高吸水树脂吸收一部分搅拌水，可以缩短混凝土的凝结时间，降低了喷射混凝土的回弹率，随着水泥水化的进行，混凝土内部相对湿度降低，高吸水树脂开始释放出水分，促进水泥水化，水化产物的增加不仅提高混凝土的强度，而且有利于提高混凝土的抗收缩性能，极大的增加了混凝土的耐久性。
查询国内外文献，CN 108395159 A发明了用高吸水树脂和膨胀蛭石制备了一种喷射混凝土，未见将高吸水树脂用于液体无碱速凝剂中。
当前国内外速凝剂产业发展非常迅猛，虽然碱性速凝剂在市场中的占有率很高，但是无碱速凝剂在市场中的占有率也在逐渐增大。因此，研究开发一套适应于我国水泥品种多、喷射混凝土施工环境复杂现状下的高效无碱或低碱液体速凝剂生产和工艺，对于解决喷射混凝土施工中存在的关键问题，满足工程中喷射混凝土施工的需要，具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种液体无碱速凝剂，其具有含碱量低，凝结时间短，一天抗压强度高，28天抗压强度比高，后期强度好，混凝土耐久性能得到极大提高，且不含氯离子等有害成分，生产过程中没有使用氢氟酸等有毒有害成分，是符合绿色环保的建筑材料。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种喷射混凝土用液体无碱速凝剂，以质量份数计，其原料包括：硫酸铝400～600份、有机醇胺10～50份、高吸水树脂5~20份、早强组分10～100份、稳定剂5~20份、水300～500份。
本发明较优选地，所述硫酸铝为无铁或低铁18水硫酸铝，Al2O3含量大于等于15.6%，铁含量小于0.5%。
本发明较优选地，所述有机醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺、氮甲基二乙醇胺中的一种或几种组合。
本发明较优选地，所述高吸水树脂为聚丙烯酸系高吸水树脂，具有成本低、吸水能力强、产品保质期长等优点。
本发明较优选地，所述稳定剂为草酸、磷酸、磺基水杨酸中的一种或几种的组合。
本发明较优选地，所述早强剂为七水硫酸镁、七水硫酸亚铁、乙二醇、丙三醇、二甘醇中的一种或几种的组合。
本发明的另一目的在于提供上述所述的液体无碱速凝剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种如上述所述的液体无碱速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：将所述比例的水投入反应釜中，开始搅拌，加入稳定剂，然后边搅拌边加入硫酸铝，搅拌直到硫酸铝完全溶解；
步骤(2)：将高吸水树脂投入步骤(1)中的反应釜中继续搅拌均匀，到高吸水树脂完全分散，形成均匀的液体；
步骤(3)：将早强组分和有机醇胺投入步骤(2)中的反应釜中继续搅拌30分钟~50分钟，即得到成品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明将高吸水树脂用于液体无碱速凝剂中，在液体状态时，起到增稠稳定的作用，可以防止产品出现分层沉淀，当该速凝剂和混凝土混合喷射到工作面上后，高吸水树脂吸收一部分搅拌水，可以缩短混凝土的凝结时间，降低了喷射混凝土的回弹，随着水泥水化的进行，混凝土内部相对湿度降低，高吸水树脂开始释放出水分，促进水泥水化，水化产物的增加不仅提高混凝土的强度，而且有利于提高混凝土的抗收缩性能，极大的增加了混凝土的耐久性；(2)本发明的液体无碱速凝剂，其具有掺量低，凝结时间短，一天抗压强度高，28天抗压强度比高，90天强度不倒缩，无氯无碱，生产过程中没有使用氢氟酸等有毒有害成分，是符合绿色环保的建筑材料。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本发明实施例中所涉及的所有物质均为市售。
表1 实施例1~6产品配方（g/Kg）。
试制的无碱速凝剂匀质性检测结果见下表。
表2 实施例1~6产品匀质性检测结果。
使用不同水泥掺加速凝剂的净浆及砂浆性能见下表。
表3 掺加速凝剂的净浆及砂浆性能（基准水泥P.Ⅰ.42.5硅酸盐水泥）。
表4 掺加速凝剂的净浆及砂浆性能（金隅P.O.42.5普通硅酸盐水泥）。
表5掺加速凝剂的净浆及砂浆性能（普洱天恒P.O.42.5普通硅酸盐水泥）。
综上所述，本发明的一种高耐久性液体无碱速凝剂使用高吸水树脂在液体速凝剂中起到了增稠稳定作用，和混凝土混合初期物理吸水作用能加快混凝土凝结，降低回弹，水化过程中可以慢慢释放水分，对混凝土起到了内养护的作用，在服役期能起到防水堵漏自修复的作用，因此极大提高了混凝土的耐久性能，且生产过程中没有使用氢氟酸等有毒有害成分，不用加热，是符合绿色环保的建筑材料。且完全满足GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》中液体无碱速凝剂的要求，对于不同的水泥适应性好，值得大力推广。
Claims (6)
1.一种喷射混凝土用高耐久性液体无碱速凝剂，以质量份数计，其原料包括：硫酸铝400～600份、有机醇胺10～50份、高吸水树脂5~20份、早强组分10～100份、稳定剂5~20份、水300～500份；该产品能满足最新的速凝剂国家标准，具有碱含量低，一天抗压强度高，28天抗压轻度比大于100%，且90天抗压强度不倒缩等优点；且生产过程中氢氟酸等有毒有害成分，不用加热，符合绿色环保的建筑材料。
2.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述硫酸铝为无铁或低铁18水硫酸铝，Al2O3含量大于等于15.6%，铁含量小于0.5%。
3.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述有机醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺、氮甲基二乙醇胺中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述高吸水树脂为聚丙烯酸系高吸水树脂，具有成本低、吸水能力强、产品保质期长等优点。
5.根据权利要求1所述的液体无碱速凝剂，其特征在于，所述早强剂为乙二醇、丙三醇、二甘醇中的一种或几种的组合。
6.一种如权利要求1至5中任意一项所述的无碱速凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：将所述比例的水投入反应釜中，边搅拌边加入硫酸铝，搅拌知道硫酸铝完全溶解；
步骤(2)：将高吸水树脂投入步骤(1)中的反应釜中继续搅拌均匀，到高吸水树脂完全溶解，形成均匀的液体；
步骤(3)：将早强组分和有机醇胺投入步骤(2)中的反应釜中继续搅拌30分钟~50分钟，即得到成品。
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