[发明专利]一种高适应性液态无碱速凝剂及其常温制备方法

说明书

本发明公开了一种高适应性液态无碱速凝剂，其原料由以下重量百分比组成：无机酸5‑15%，氢氧化铝2‑8%，硫酸铝35‑50%，硫酸盐5‑15%，硅酸盐1‑5%，有机醇胺1‑5%，无机中和剂2‑5%，余量为水。本发明提供的液体无碱速凝剂碱含量小于1％，大大降低了碱‑骨料反应的可能性，提升了喷射混凝土的耐久性；该液体无碱速凝剂具有储存稳定性好、无分层沉淀、粘度低等优点，解决了现有无碱速凝剂易分层沉淀、低温结晶、粘度大等问题；该液体无碱速凝剂生产工艺简单，整个生产过程不需要热源，直接利用物料间酸碱中和产生的热量加速反应进行，能耗低，与现有无碱速凝剂相比，具有明显的技术和经济优势，利于产品的生产与推广，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及无碱速凝剂技术领域，具体为一种高适应性液态无碱速凝剂及其常温制备方法。

背景技术

速凝剂已成为现代喷射混凝土必不可少的外加剂之一。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，但腐蚀性强，容易对生产和施工人员的身体健康造成伤害，且强碱特性极易导致碱骨料反应，使混凝土的后期强度明显降低，抗渗等级下降，影响混凝土的耐久性，不利于工程的建设。

为克服上述缺陷，开发液体无碱速凝剂已成为当前湿喷混凝土及施工技术研究的热点。液体无碱速凝剂具有对人体损伤小、早期强度和后期抗压强度比高、对混凝土耐久性无不良影响、可有效降低粉尘浓度和回弹量等优点。然而，目前市场上所研制的无碱速凝剂多存在容易产生沉淀、适应性差、成本高、掺量高、1d抗压强度低、碱含量超标等一系列问题。公开号为CN106830803的专利中无碱速凝剂原料中加入了氟化钠，使用量已经使碱含量大于1％，不符合无碱速凝剂碱含量要求；公开号为CN102173630的专利中无碱速凝剂凝结性能达标，但1d强度非常低，影响喷射混凝土正常施工；公开号为CN105271867及CN106587704均采用了氢氧化铝凝胶，原材价格非常昂贵，产品价格较高。因此，开发出一种稳定性好、价格适宜、促凝效果好、早后期强度高的无碱液体速凝剂具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，其原料由以下重量百分比组成：无机酸5-15％，氢氧化铝2-8％，硫酸铝35-50％，硫酸盐5-15％，硅酸盐1-5％，有机醇胺1-5％，无机中和剂2-5％，余量为水。

优选的，所述无机酸为氢氟酸、氟硅酸、硫酸、硼酸、磷酸中的至少一种。

优选的，所述氢氧化铝为普通氢氧化铝，且Al₂O₃含量≥64.0％。

优选的，所述硫酸铝为工业硫酸铝，且Al₂O₃含量≥15.6％。

优选的，所述硫酸盐为硫酸镁、硫酸铁、硫酸锌中的至少一种。

优选的，所述硅酸盐为氟硅酸镁、三硅酸镁、氟硅酸锌中的至少一种。

优选的，所述有机醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。

优选的，所述无机中和剂为氧化镁、氢氧化镁中的至少一种。

本发明还提供了一种高适应性液态无碱速凝剂的常温制备方法，包括如下步骤：

S1：将工业氢氧化铝溶解于无机酸溶液中，形成高浓度铝盐溶液；

S2：依次将适量水、硅酸盐、有机醇胺加入高浓铝盐溶液中，于反应器内进行水解-聚合反应15～30min；

S3：依次将工业硫酸铝、硫酸盐加入步骤S2所得溶液中，搅拌下络合反应30min；

S4：将无机中和剂加入步骤S3所得溶液中，反应60～90min；冷却至室温，得到稳定的高适应性液体无碱速凝剂成品。