[发明专利]用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂及制备方法，其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比如下：磷酸二氢铝：15～25％；磷酸二氢镁：10～15％；消泡剂：0.01～0.1％；多羟基分散增强剂：20～30％；改性稳定剂：2～5％；磺化石墨烯：3～6％；余量为水，总重补足100％。本发明无碱液体速凝剂碱含量小于1％，大大减低了喷射混凝土发生碱集料反应的可能，提高混凝土耐久性；本发明制备的速凝剂不引入硫酸盐，并在速凝剂体系中引入磺化石墨烯，使得本发明产品不仅能够增加混凝土早期抗压强度，且对于喷射混凝土后期强度的增长十分有利。

技术领域

本发明涉及用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂及制备方法。

背景技术

速凝剂是使含水泥的胶结料快速凝结硬化并产生一定强度的外加剂，广泛应用于隧道喷射砂浆或混凝土施工、抢修施工中，其主要目的在于加快胶结料的凝结时间，加快施工速度，减少回弹，提高早期强度且后期强度不降低，满足特殊工程的施工要求。

在通过喷嘴喷涂含水泥的胶结料的施工过程中，水泥胶结料必须在一个规定的时间内固化，以加快喷涂施工速度；目前使用的无碱速凝剂都是以硫酸铝为主要组分其硫酸根含量大。专利(CN100450956C)公开的无碱速凝剂由硫酸铝、硫酸镁、醇胺、稳定剂消泡剂等组成；专利(CN103553406B)公开的无碱速凝剂由聚合硫酸铝、硫酸镁、醇胺、无机酸和稳定剂组成。大量硫酸根的引入会引起混凝土中二次钙矾石的生成，在混凝土内部形成极大的膨胀应力，进而导致混凝土后期强度的倒缩，因此目前急需一种高强型无碱速凝剂。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述无碱速凝剂面临的问题，而提供一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂；本发明的另一目的是提供上述用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂的制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比如下：磷酸二氢铝：15～25％；磷酸二氢镁：10～15％；消泡剂：0.01～0.1％；多羟基分散增强剂：20～30％；改性稳定剂：2～5％；磺化石墨烯：3～6％；余量为水，总重补足100％。

本发明在速凝剂体系中引入磺化石墨烯，其独特的层状结构，每一层的石墨烯单片中都引入了磺酸基功能团，具有极强的亲水分散作用，使得本发明产品能够增强混凝土抗压强度的发展；该功能化的石墨烯能够作为一种有效的固体粒子稳定剂，在一定用量和温度下，能够与其他无机盐和多羟基有机物等物质形成络合物，提高无碱速凝剂稳定性，并且增加喷射混凝土后期强度。

进一步的，本发明涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述消泡剂为非硅烷类消泡剂。

进一步的，本发明涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述的多羟基分散增强剂为乙二醇、聚乙二醇中的至少一种。

具体的，聚乙二醇使用低聚物，优选使用聚乙二醇400或聚乙二醇600；对于聚乙二醇或多醇，其用量最多在速凝剂中不超过30%，优选的用量在20%～25%之间。并不是每一种配方中需要加入多种多羟基有机物，对于不同的水泥胶结料，效果最优的多羟基有机物并不经常相同，但是从速凝剂本身来说，需要至少添加其中的一种来保持住自身的稳定性。

进一步的，本发明涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述的改性稳定剂为改性水合硅酸镁。

优选上述改性稳定剂为改性水合硅酸镁，这是一种用于防止本发明速凝剂沉淀或形成溶胶，并且在施工过程中有利于增加水泥胶结料的黏性而防止过大的回弹率，在没有改性稳定剂存在的条件下，速凝剂可以很好的达到速凝剂的效果，但是很难达到长时间（通常为6个月以上）的储存稳定性需求。