[发明专利]一种液体无碱速凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种液体无碱速凝剂及其制备方法，该速凝剂原料质量百分数组成如下：硫酸铝：(45～70wt％)、硫酸镁(2～10wt％)、有机胺(5～10wt％)、改性悬浮剂(0.2～0.6wt％)、pH调节剂(1～3wt％)、降粘剂(0.1～0.5wt％)，其余为水。本发明制得的无碱速凝剂可在湿法喷射混凝土施工中使用，具有凝结时间短、早期强度高、液体粘度低等优点。掺量为4％时即能满足技术要求，能够广泛应用于隧道、公路、铁路、地铁的支护、修补等。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂技术领域，涉及一种喷射混凝土用速凝剂，具体涉及一种低粘度悬浮型液体无碱速凝剂及其制备方法。

背景技术

采用喷射方法施工的混凝土成为喷射混凝土，喷射混凝土具有很多普通模板浇筑混凝土无法相比的优点，尤其是在各种地下工程的锚喷支护中，成为现代地下工程中一项非常重要和必须的措施。主要用于隧道、井巷、护坡等工程锚喷支护以及堵漏和抢修过程中。

速凝剂是调节混凝土(或砂浆)凝结和硬化速率的外加剂，它能加速水泥的水化作用，显著缩短凝结时间，用于喷射混凝土施工。掺速凝剂的主要作用是使新喷料迅速凝结，增加一次喷层厚度，缩短两次喷敷之间的时间间隔，提高喷射混凝土的早期强度，以便及时提供支护能力。

根据文献《喷射混凝土及速凝剂研究发展现状与趋势》、《水泥速凝剂研究现状及发展方向》和《增强型液体无碱速凝剂的制备及性能研究》介绍，现有无碱速凝剂主要存在以下问题：(1)掺量大：目前制备无碱速凝剂的主要材料为Al₂(SO₄)₃和Al(OH)₃，由于Al₂(SO₄)₃在水溶液中会水解生成絮状沉淀，Al(OH)₃也会聚沉，因此无碱速凝剂中这两种物质含量不能太多，为了保证一定速凝效果，只能增加速凝剂的掺量。(2)有害物质的大量使用：如HF、NaF和AlF₃等物质，这些含氟物质虽然能够达到很好的效果，但也具有剧毒和刺激性，对环境危害巨大，长时间接触会强烈刺激皮肤和呼吸道，严重的会引起氟骨癌，在生产和使用过程中都会有很大的安全隐患。(3)稳定性差：随着时间的推移，发生絮凝、沉淀和析晶等不稳定现象，气温低时尤其明显，国内外液体无碱速凝剂的稳定期大多在三个月左右。

专利CN106477960A公开了一种高性能液体速凝剂组合物及其制备方法，使用无机盐、多元醇、无机酸另外加入流变剂、絮凝剂和消泡剂。介绍其有储存稳定性好、无结晶沉淀和粘度低的特点，但是在实验结果中并没有给出具体数据来证明这些优点。并且其中含有氢氟酸，由于氢氟酸对人体有严重的腐蚀性，也会造成早期强度很低，不建议使用。

专利CN110078403A公开了一种超早强无碱液体速凝剂及其制备方法，该速凝剂组分为硫酸铝、水化硅酸钙、氟硅酸锂、三异丙醇胺、pH调节剂、悬浮剂和余量为水。其中悬浮剂是未经改性的海泡石比较常见，存储一段时间后可能会出现溶液粘度变大，体系变稠的问题，且氟硅酸锂价格很高，对环境有害，不利于大规模推广应用。

目前市面主流产品属于硫酸铝为主要成分的悬浮液体速凝剂，这一类产品虽然有着良好的使用效果，但也有贮存期短、产品稳定性差、粘度高和易堵塞软管等问题。

发明内容

本发明目的在于改进现有产品的技术不足而开发一种液体无碱速凝剂及其制备方法，用来解决现有悬浮体系速凝剂粘度高，稳定性差，容易分层，产品质量波动大等问题。本发明不使用有害物质，安全环保。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种液体无碱速凝剂，以重量百分数计，其原料组成及质量百分数为：

作为优选，所述有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙烯三胺中的一种或两种以上组合。