[发明专利]一种无碱液体速凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无碱液体速凝剂及其制备方法，本无碱液体速凝剂由以下质量百分含量的组分制备而成：含有碳原子数不大于6个的羟基羧酸，10~20%；氢氧化铝，20~30%；丙烯酰胺，2~4%；亚甲基双丙烯酰胺，0.5～2%；引发剂，0.05～0.15%；无机酸，1~5%；其余部分为水。本发明液体速凝剂采用无毒的羟基羧酸作为原料取代硫酸根，产品不含硫酸盐、碱金属离子，对金属腐蚀小，对施工人员伤害低；羟基羧酸的羟基增强了水溶性能、同时能与丙烯酰胺配位增强了体系稳定性；丙烯酰胺与羟基羧酸配位后再聚合，形成的网状结构支链多，物理交联密度增加，提高了体系稳定性。

技术领域

本发明涉及混凝土添加剂技术领域，具体涉及一种无碱液体速凝剂及其制备方法。

背景技术

速凝剂是使水泥混凝土快速凝结硬化的外加剂，主要应用于隧道喷射混凝土施工和砂浆抢修施工中。目前常用的速凝剂分为碱性速凝剂和无碱速凝剂两种，其中无碱速凝剂指碱含量小于等于1％的速凝剂，其由于含碱低，具有对施工人员伤害小、回弹率低、粉尘量少以及后期强度损失小等优点而被广泛使用。

目前的无碱速凝剂通常采用溶解度大的硫酸铝作为主剂，其中铝离子是主要促凝组分，然而，为了提高铝离子量必然引入大量的硫酸根离子，这又会导致混凝土中二次钙矾石的生成，在混凝土内部形成极大的膨胀应力，进而导致混凝土开裂甚至失去力学性能。因此需要降低硫酸根含量，做好无硫酸根离子更好，中国申请专利CN200910035007.6提供了一种采用有机羧酸取代硫酸的方案，其极大的降低了速凝剂中的硫酸根离子浓度，中国申请专利CN201510957363.9提供了用三氟乙酸与纳米氧化铝反应来取代硫酸铝的方案，然而此两种方式中铝离子在水溶液中会发生水解聚沉，虽然CN201510957363.9中添加了增稠剂聚丙烯酰胺，一定程度上增大了体系的稳定性(稳定期6-8个月)，但稳定期仍然有待提高，同时，该发明中采用的三氟乙酸为含氟有机物，是有毒物质，对施工人员伤害大，施工防护要求高，不利于使用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种无碱液体速凝剂，本发明采用如下技术方案：

一种无碱液体速凝剂，由以下质量百分含量的组分制备而成：含有碳原子数不大于6个的羟基羧酸，10～20％；氢氧化铝，20～30％；丙烯酰胺，2～4％；亚甲基双丙烯酰胺，0.5～2％；引发剂，0.05～0.15％；无机酸，1～5％；其余部分为水。

优选的，所述羟基羧酸为苹果酸、酒石酸中的一种或两种的混合物。

优选的，所述无机酸为磷酸。

优选的，所述引发剂为四乙基乙二胺或四甲基乙二胺。

注意，若无机酸采用硫酸或/和引发剂采用过硫酸铵并不影响其速凝效果，但会将硫酸根离子引入混凝土中影响其力学性能。

本发明的又一目的是提供一种无碱液体速凝剂的制备方法，用于制备上述无碱液体速凝剂，其包括以下步骤：

S1、将羟基羧酸溶于水中配置羟基羧酸溶液；

S2、搅拌条件下将氢氧化铝加入羟基羧酸溶液中，然后升温至70～95℃反应0.5～1小时；

S3、将聚丙烯酰胺加入步骤S2制备的溶液中，继续搅拌反应0.5-1小时以上；

S4、加入亚甲基双丙烯酰胺和引发剂，控制反应温度60～80℃，搅拌反应0.5-2小时；

S5、将无机酸加入加入步骤S4制备的溶液中搅拌均匀即可。