[发明专利]一种无碱速凝剂专用防沉剂、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种无碱速凝剂专用防沉剂及其制备方法。本发明所述无碱速凝剂专用防沉剂由单体A、单体B和粘土C的水溶液在引发剂水溶液的作用下通过自由基聚合得到；所述单体A的结构为其中，R₁为H或CH₃；所述单体B的结构为其中，R₂为H或CH₃；所述粘土C为硅烷改性海泡石混合物。本发明通过对专用防沉剂进行结构设计并调整海泡石的离子强度和三维网络结构，达到提升产品稳定性的作用；此外，本发明的专用防沉剂还可以有效地和混凝土中的拌合水结合，吸附带点水泥颗粒，达到提升产品促凝效果的目的，避免了采用氢氟酸对人体的伤害和混凝土耐久性的影响。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种无碱速凝剂专用防沉剂、其制备方法及应用。

背景技术

速凝剂是一种使水泥或混凝土快速凝结和硬化的混凝土外加剂。其主要作用是可以增加喷射混凝土一次喷涂厚度，缩短二次喷射之间的间隔，同时提高混凝土早期强度，以便及时提供支护抗力，目前已经广泛应用于现代地下工程、矿山工程、堵漏和抢险等工程。无碱速凝剂由于对混凝土后期强度几乎没有影响，正成为速凝剂发展的主要方向，以硫酸铝为主要成分的无碱速凝剂是由于原料来源易得，制备工艺简单，是速凝剂的主要研究对象。

无碱速凝剂的原材料由于来源和制备工艺缺陷，经常会引入难溶的无机盐。难溶的无机盐会显著降低无碱速凝剂的稳定性，难以满足新国标GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》的要求。目前改善无碱速凝剂稳定性的方法较少，主要采用氢氟酸溶解无机杂质的方法，Marcel Sommer(Marcel Sommer,Franz Wombacher,Theodor A.Bürge.Alkali-free setting and hardening accelerator:US,06537367B2[P].2003-3-25.)等采用氢氟酸和氢氧化铝反应，然后加入到硫酸铝溶液中制备无碱速凝剂，产品具有较低粘度和较快的凝结时间。但是氢氟酸是一种易挥发的剧毒液体，对人体具有巨大的危害，不利于无碱速凝剂的实际应用。张小磊等(杨晓奇，张小磊，王伟等.物理凝胶改性无碱速凝剂的制备与性能影响[J].第七届聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术交流会.2019.)提出了采用物理凝胶改性无碱速凝剂，可以有效提升产品的稳定性，但是其并未公开物理凝胶的制备方法。

发明内容

针对现有无碱速凝剂稳定性差的问题，本发明提供了一种无碱速凝剂专用防沉剂、其制备方法及应用。

本发明提供一种无碱速凝剂专用防沉剂，所述专用防沉剂由单体A、单体B和粘土C的水溶液在引发剂水溶液的作用下通过自由基聚合得到；

上述反应原料组分的质量分数如下：

各组分质量百分比之和为100％；

所述引发剂水溶液的质量浓度为10％；

所述单体A的结构为式(1)所示：

其中，式(1)中R₁为H或CH₃；

所述单体B的结构为式(2)所示：

其中，式(2)中R₂为H或CH₃；

所述粘土C为硅烷改性海泡石混合物，其制备方法如下：将800～1000目海泡石加入到环己烷中，超声分散15分钟，得到均匀分散的悬浮液；然后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在氮气保护下于60℃温度下搅拌反应24h，然后离心分离，经乙醇洗涤3次，最后在60℃下真空干燥得到硅烷改性海泡石；将硅烷改性海泡石和氯化钠混合，得到最终的硅烷改性海泡石混合物；所述氯化钠用量为硅烷改性海泡石质量的0.1～0.5％；