[发明专利]一种无碱无氟液体速凝剂及制备方法

说明书

本发明属于混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种无碱无氟液体速凝剂及制备方法；所述的速凝剂是由聚合硫酸铝、硫酸镁、二乙醇胺和乙二醇四种成分的母液配合添加改性二氧化硅、消泡剂和分散剂，形成了无碱无氟环保的液体速凝剂，该速凝剂的优选配比为聚合硫酸铝53‑57％，二乙醇胺4‑6％；硫酸镁2‑3％；乙二醇1‑2％；改性二氧化硅2‑4％，消泡剂0.2％‑1.5％，分散剂2％‑6％；余量用水补至100％。该速凝剂绿色环保无污染，制备简单，混凝土早期强度高，后期强度损失小，稳定性、适应性良好、经济环保等性能。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种无碱无氟液体速凝剂及制备方法。

背景技术

在隧道施工中，使用喷射混凝土对围岩进行加固是常用的方法。喷射混凝土根据施工方式不同可以分为湿喷或干喷的方法。随着我国对喷射混凝土质量和作业环境要求的提高，未来干喷混凝土技术必将被湿喷混凝土技术淘汰，所以对优质液体速凝剂的需求量也会越来越大。

液体速凝剂目前使用的以碱性速凝剂居多，传统碱性液体速凝剂是以水玻璃(硅酸盐)为主要组分，再加入重铬酸钾、三乙醇胺等制备而成。这类速凝剂的碱含量高达25％，腐蚀性极强，同时其对混凝土后期强度损失极大，且其价格昂贵。以铝酸钠(钾)和有机增强剂为主要组分的低碱液体速凝剂可以将碱含量降低至10％～20％，为了使碱含量更低，研究者对低碱液体速凝剂进行改性研究，常用的改性剂有硫酸铝和氟化钠等。

但碱性液体速凝剂始终无法避免引入碱金属带来的一系列问题。碱金属所导致的问题主要是以下三个：一是较高的碱含量会对砂浆混凝土的后期强度造成损失。二是引入的碱容易引起碱集料反应，使混凝土容易产生膨胀破坏的不良现象，对混凝土的长期耐久性有不利影响。三是碱性速凝剂的腐蚀性强，容易损伤施工作业人员的呼吸系统、眼睛等重要器官，对人体危害极大。

另外，在液体速凝剂原材料的选择上，大量含氟化合物被大量使用，如氢氟酸、氟化钠、氟硅酸镁、氟化镁铝等。但是氟化物的存在除了会导致混凝土早期强度发展缓慢之外，含氟速凝剂在生产和应用过程中对人体及环境的危害亦不容小觑，人体氟蓄存量过高时会导致中毒，轻则导致氟斑牙，重则出现氟骨癌。

目前无碱(低碱)型液体速凝剂的研发及应用存在的主要问题仍然是促凝效能，储存稳定性以及适应性之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的无碱/低碱液体速凝剂的促凝效果差，掺量较大，稳定性低的技术缺陷，通过对无碱无氟液体速凝剂组分设计、液体速凝剂的合成制备、无碱无氟液体速凝剂稳定性和适应性控制、液体速凝剂促凝控制、无碱无氟液体速凝剂工程应用技术等方面进行研究，从无碱无氟液体速凝剂组分优选出发，提供一种稳定性良好、强度保留率高的新型无碱无氟液体速凝剂及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无碱无氟液体速凝剂，该速凝剂包括以下质量百分比的原料：

聚合硫酸铝50-60％，二乙醇胺4-8％，硫酸镁1-5％，乙二醇1-4％，改性剂2-5％，余量用水补至100％；

所述改性剂为改性二氧化硅；所述改性二氧化硅是以纳米二氧化硅为基体，采用硅烷偶联剂与所述纳米二氧化硅进行聚合作用而得。