[发明专利]一种喷射混凝土用早强型液体无碱速凝剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种喷射混凝土用早强型液体无碱速凝剂及其制备方法，解决了现有水泥速凝剂碱含量偏高易发生碱骨料反应导致混凝土后期强度和耐久性下降的问题。本发明提供的液体无碱速凝剂由60‑75wt％的改性聚合硫酸铝溶液、5‑15wt％的改性醇胺溶液、0‑3wt％性能调节剂、0‑4wt％稳定剂以及水组成。该速凝剂属于无碱无氯液体型速凝剂，在喷射混凝土湿喷工艺中使用，稳定期超过6个月，较低的掺量下可使不同品种的普通硅酸盐水泥在3分钟内初凝，7分钟内终凝，水泥砂浆1d强度达到15MPa以上，28d抗压强度比大于110％。

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，具体涉及一种喷射混凝土用早强型液体无碱速凝剂及其制备方法。

背景技术

混凝土速凝剂主要用于喷射混凝土的施工，一般在隧道、涵洞、工矿建设中使用，在喷射混凝土使用时于喷嘴处加入使其快速硬化、凝固。传统速凝剂一般具有强碱性，虽然能满足喷射混凝土的使用要求，但同时也带来了很多问题：喷射混凝土后期强度损失大、腐蚀性强，此外还可能造成环境污染，特别是对地下水环境的污染，扬尘多、回弹量大，不便于喷射混凝土湿法作业等。

为克服上述缺陷，人们开始研制无碱速凝剂，无碱速凝剂的出现解决了传统速凝剂由于碱含量高引发的一系列问题，具有安全环保、无腐蚀、耐久等优点。但无碱速凝剂的发展才刚刚起步，技术还不成熟，仍存在许多急需解决的问题。此外，从目前公开的相关专利来看，部分专利虽名为无碱速凝剂，但其配方中引入的碱往往超过1％，例如山西可腾环保科技股份有限公司公开的发明专利(申请号：2016108141346)，虽名为无碱速凝剂但实际配方中碱含量最高可达11.1％；山西华凯伟业科技有限公司公开的发明专利(申请号：2017101015775)名为无碱速凝剂但实际配方中碱含量最高可达13.3％。混凝土速凝剂中碱含量偏高一方面对施工人员造成腐蚀伤害，损害人体健康，另一方面也可能引起混凝土碱骨料反应，导致混凝土后期强度和耐久性下降。长安大学公开的发明专利(申请号：2016110965096)提供的速凝剂早期强度较低，容易影响喷射混凝土正常施工；李博琪公开的发明专利(申请号：2015106326945)中提供的速凝剂掺量和凝结时间也还有很大的提高空间；中国建筑材料科学研究总院公开的发明专利(申请号：2013104500257)中无碱速凝剂使用的氢氟酸具有极强的腐蚀性，人吸入蒸气或接触皮肤会造成难以治愈的灼伤，其次引入了大量硫酸镁会导致硫酸根过量，易导致水泥有较大的膨胀性，易引起混凝土后期强度下降。

综上所述，研制开发一种真正无碱并且性能优异的混凝土速凝剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有混凝土速凝剂普遍存在的碱性强、污染大、后期强度和耐久性差等不足，提供一种喷射混凝土用早强型液体无碱速凝剂及其制备方法。以改性聚合硫酸铝、改性醇胺等为原料，制得的无碱速凝剂在水泥早期强度迅速发展的同时不会影响其最终强度，避免了产生碱-骨料反应的可能性，对各种水泥产品均适用。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种喷射混凝土用早强型液体无碱速凝剂，原料包括改性聚合硫酸铝溶液、改性醇胺溶液、稳定剂、性能调节剂和水。

进一步的，上述喷射混凝土用早强型液体无碱速凝剂的配方为：

更进一步的，所述改性聚合硫酸铝溶液的原料组成为：聚合硫酸铝45-60wt％，氢氧化铝胶体5-10wt％，氧化石墨烯0-2wt％，余量为水。

更进一步的，所述改性醇胺溶液的原料组成为：二乙醇胺20-25wt％，二乙醇单异丙醇胺20-25wt％，甘油10-20wt％，余量为2-羟基丙酸，其中二乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺的质量分数相等。

所述稳定剂选自乙二胺四乙酸、柠檬酸、水杨酸、磷酸中的一种或几种。添加的稳定剂用于延长速凝剂的储存期限，保持分散液长期存放而不明显沉淀。