[发明专利]一种硫酸铝过饱和的悬浮型无碱液体速凝剂及其制备方法

说明书

本发明属于速凝剂制备领域，具体涉及一种硫酸铝过饱和的悬浮型无碱液体速凝剂及其制备方法，无碱液体速凝剂包括以下重量百分比的组分：硫酸铝60～70％、氟硅酸镁1～4％、有机酸络合剂0.1～0.5％、醇胺1～3％、超细海泡石粉0.1～0.3％、聚丙烯酰胺0.01～0.05％、pH调节剂0.5～2％、余量为去离子水。本发明通过多种组分协同作用，可以抑制Al³⁺的水解反应和增大硫酸根和铝离子的结晶阻力，明显提高无碱液体速凝剂的有效硫酸铝含量，硫酸铝比例高达60～70％，最终成品为硫酸铝的过饱和溶液，以减少碱液体速凝剂的添加量；同时，无碱液体速凝剂稳定性好，储存周期长，常温放置，稳定性大于等于8个月。

技术领域

本发明涉及速凝剂制备领域，具体涉及一种硫酸铝过饱和的悬浮型无碱液体速凝剂及其制备方法。

背景技术

速凝剂是能够加快混凝土凝结和硬化速度的一种调凝剂，主要作用是加速水泥的水化硬化，在很短的时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求。液体速凝剂包括碱性液体速凝剂和无碱液体速凝剂。其中，碱性液体速凝剂碱含量高，易对施工人员造成身体伤害，同时容易诱发碱骨料反应，对混凝土的后期强度和耐久性能造成不利影响。因此，出于速凝剂对喷射混凝土力学性能、施工性能和施工方法等方面的影响考虑，无碱液体速凝剂是国际上主流的速凝剂发展方向。相比传统粉状速凝剂、有碱速凝剂，无碱液体速凝剂除了具有适应于喷射混凝土湿喷法工艺要求的优点外，还具有碱含量小于1％的特点，避免了碱骨料反应对混凝土后期强度的影响，28d强度比和90d强度保留率均较高；另一方面几乎不含氯离子，杜绝了钢筋腐蚀的可能性，提高钢筋混凝土结构的耐久性。

目前，无碱液体速凝剂主要组成是硫酸铝或聚合硫酸铝体系，但是常温下，硫酸铝在水中溶解度有限，一般低于45.7％(40℃)，导致产品贮存期短，易沉淀分层或析晶变质。中国专利号CN201811094724.1一种低掺量高性能无碱无氯液体速凝剂及其制备方法，包括以下重量百分比的原料：硫酸铝30～60份，硫酸镁0～20份，沉淀水合硅酸镁0.5～2.0份，氧化镁0.5～2.0份，氟硅酸镁1～3份，醇胺1～3份，高分子聚合物0.5～1.5份，稳定剂0.2～1.0份，母液5～40份，水30～50份。所得液体速凝剂固含量为37～45％。另有中国专利号CN201510358607.1公开了一种液体无碱无氯速凝剂及其制备方法，其原料包括如下重量份的组分：硫酸铝60-130份、促凝剂0.5-2份、促凝早强剂0.5-2份、早强剂0.5-5份、络合促进剂5-15份、稳定剂8-20份、无机酸1-5份、消泡剂0.25-2份和水50-75份。但是上述专利中硫酸铝的含量较低，将导致其使用掺量偏高，不利于成本控制，而当增加硫酸铝的浓度时，将导致成品稳定性差，硫酸铝容易结晶析出丧失匀质性和稳定性，使得有效浓度降低；此外，随着温度或其他环境变化，无碱液体速凝剂也极易形成硫酸铝结晶沉淀，导致溶液出现分层、析晶、沉淀或凝胶固化现象，这往往会在化工工艺或产品实际应用中带来干扰。

因此，兼顾无碱液体速凝剂的速凝效果和储存稳定性对其应用至关重要，特别是对于过饱和硫酸铝溶液体系的无碱液体速凝剂成品尤为重要，相关技术对于生产装置的功能保持、产品储存应用均具有重要意义。

发明内容

为了解决过饱和硫酸铝溶液体系的无碱液体速凝剂久置易结晶、稳定性差的问题，并达到良好的速凝效果和早期强度要求，本发明提供了一种硫酸铝过饱和的悬浮型无碱液体速凝剂及其制备方法，具体通过以下技术实现。

一种硫酸铝过饱和的悬浮型无碱液体速凝剂，包括以下重量百分比的原料：硫酸铝60～70％、氟硅酸镁1～4％、有机酸络合剂0.1～0.5％、醇胺1～3％、超细海泡石粉0.1～0.3％、聚丙烯酰胺0.01～0.05％、pH调节剂0.5～2％、余量为去离子水；

所述硫酸铝由液体相和晶体相组成，所述晶体相的平均晶粒尺寸为0～20μm。