[发明专利]一种无碱粉状速凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无碱粉状速凝剂，由按质量百分比为硫酸铝：40～50％，氢氧化铝：8～15%，氢氟酸：25～33％，水玻璃：0.5～5％，氟化镁：10～15％，稳定剂：0.5～2％和余部三乙醇胺组成；本发明提出的无碱粉状速凝剂生产原料易得，所用设备无特殊要求，制备方法操作简单，相对于液态速凝剂产品具有掺用量少，凝固时间短、抗压强度大，方便在低温地区存储、运输、应用，混凝土的含水量易于管控。

技术领域

本发明属于湿法喷射混凝土技术领域，涉及一种湿法喷射混凝土用粉状无碱速凝剂，尤其涉及一种应用于隧道湿喷混凝土中的无碱粉状速凝剂及其制备方法。

背景技术

速凝剂是一种掺人混凝土中能使混凝土迅速硬化的外加剂 ，粉状速凝剂为粉状固体，一般在水泥添加用量的 3％-6％即可是水泥迅速硬化，大大缩短缩短混凝土由液态变为固态所需时间，时间为1小时即可产生强度，以达到使混凝土快速凝结、抗压的目的。近年来，干喷工艺粉尘较大，对人体安全造成威胁，常采用湿法喷射混凝土工艺逐步取代传统的干喷工艺，配合该施工工艺使用的速凝剂为液态速凝剂，液态速凝剂分为碱性、无碱性，碱性液态速凝剂容易对人体造成伤害，喷射的混凝土后期强度明、抗渗等效果不好；目前无碱性液态速凝剂较多，专利号为CN102219425发明专利公开了一种无碱液态速凝剂及其制备方法，该专利技术方案主要采用硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃和水制成，由于水分的存在，在低温地区存放、使用过程中存在较大的风险，而且低温地区湿法喷射混凝土，外加无碱液态速凝剂加大了混凝土的湿度，同时对混凝土水分含量难以管控，使得低温环境下喷射的混凝土凝固时间变长，若要加快凝固时间，则需要加大速凝剂的比例，混凝土中速凝剂的比例过大则会影响混凝土继而造成后期强度明、抗渗等性能，对速凝剂本身也是一种浪费。

发明内容

本发明为克服现有技术中的不足，提供一种用于湿法喷射混凝土的无碱粉状速凝剂及其制备方法，该无碱粉状速凝剂将原本以硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃和水等组成的液态速凝剂去水加入并加入氟化镁、三乙醇胺制成无碱粉状速凝剂，及保持了原来无碱液态速凝剂最大程度的引入铝离子，以及减少对喷射混凝土早期强度的影响，同时在低温地区存储、运输、应用带来了便利，解决了使用液态速凝剂使得低温环境下喷射的混凝土凝固时间变长，混凝土中速凝剂的比例过大则会影响混凝土继而造成后期强度明、抗渗等性能，以及速凝剂的浪费等问题。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种无碱粉状速凝剂，由硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃、氟化镁、三乙醇胺以及稳定剂组成；稳定剂由羧酸类、酰胺类有机物单掺或复配制得；各组分的质量百分比为：硫酸铝：40～50％，氢氧化铝：8～15%，氢氟酸：25～33％，水玻璃：0.5～5％，氟化镁：10～15％，稳定剂：0.5～2％，其余部分为三乙醇胺。

进一步的，所述的硫酸铝的优选用量为 45 ～ 50％。

进一步的，所述的氢氧化铝的优选用量为8～ 10％。

进一步的，所述的水玻璃的优选用量为 1.5 ～ 2.5％。

进一步的，所述的稳定剂为羧酸类、酰胺类有机物单惨或复配制得，可以选用甲酸、乙酸、丙烯酸、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺的一种或两种混合制备，主要目的是使制备的速凝剂在长期存放下不出现结晶沉淀；本发明中优选用量为 0.5 ～1％。

本发明制备方法简便，制备过程简单。具体制备方法如下：

第一步：称取氢氟酸，置于塑料容器中，将氢氧化铝缓慢加入氢氟酸中，待反应完成后，收集反应后的氟化铝溶液于容器中；

第二步：将硫酸铝加入第一步所得溶液中，搅拌使硫酸铝溶解；

第三步：将第一步制得的氟化铝溶液与第二步制得溶液混合、搅拌，并缓慢加入水玻璃溶液、稳定剂、氟化镁，继续加三乙醇胺搅拌直至成均匀的糊状；