專利名稱：一種無堿液體速凝劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水泥基材料的混凝土速凝劑，特別涉及一種噴射混凝土用高性能無堿液體速凝劑的制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
速凝劑是能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑，廣泛應(yīng)用于地下工程、礦山工程、堤壩邊坡加固以及搶險(xiǎn)等工程中，是噴射混凝土不可缺少的重要外加劑之一。速凝劑的作用原理為加入到水泥漿體中會(huì)促進(jìn)水泥中鋁酸三鈣、硅酸三鈣等礦物的水化反應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)形成水化鋁酸鈣、鈣礬石、水化硅酸鈣等水化產(chǎn)物，使水泥漿體迅速硬化凝結(jié)。傳統(tǒng)的速凝劑多為粉體狀，不便于施工操作及計(jì)量，施工粉塵較大，高堿性粉·塵對(duì)施工人員的健康造成極大危害；普通液體速凝劑雖然可通過準(zhǔn)確計(jì)量，保證混凝土質(zhì)量穩(wěn)定性，避免粉塵污染等危害，但由于其主要作用機(jī)理在于利用高堿使水泥中的石膏變成硫酸鈉，失去緩凝作用，從而加速水泥水化來實(shí)現(xiàn)速凝效果，一方面高堿對(duì)施工人員的健康造成危害，另一方面較高的堿含量極易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，后期強(qiáng)度嚴(yán)重倒縮，由于堿性物質(zhì)的大量使用，混凝土后期強(qiáng)度會(huì)存在30%甚至更大的降低，影響其使用壽命。因此本發(fā)明急需一種性能好，并且無堿，便于施工應(yīng)用的液體速凝劑。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的首要目的是提供一種不含有堿的速凝齊U，從而避免傳統(tǒng)的高堿量液體速凝劑對(duì)人體的損害和對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種不含有堿的液體速凝劑，能夠快速施工，便于施工操作和用量計(jì)量。在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供上述無堿液體速凝劑的制備方法和應(yīng)用方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種無堿液體速凝劑，由硫酸鋁、羥基羧酸、有機(jī)胺、多元醇、無機(jī)酸穩(wěn)定劑通過絡(luò)合反應(yīng)合成，其組成為，以質(zhì)量百分比計(jì)硫酸鋁30% -80%，羥基羧酸1% -10%，有機(jī)胺4% -15%，多元醇3% -10%，無機(jī)酸1% -5%，水為余量。相應(yīng)的，本發(fā)明公開了所述無堿液體速凝劑的制備方法，包括下述步驟將硫酸鋁溶于熱水中，溶解完全后，攪拌狀態(tài)下緩慢加入羥基羧酸，待溶解完全，再依次加入有機(jī)胺、多元醇，反應(yīng)完畢后加入無機(jī)酸，冷卻至室溫，制備得到產(chǎn)品。其中，通常所用熱水的溫度為50攝氏度,反應(yīng)時(shí)間為I小時(shí)。進(jìn)一步的，本發(fā)明還公開了所述無堿液體速凝劑在噴射混凝土使其速凝的應(yīng)用將無堿液體速凝劑在噴嘴處加入到噴射混凝土組合物中，以水泥重量作基準(zhǔn)，用量為4% -8% (即用量為水泥重量的4% -8% )。申請(qǐng)人:進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，本發(fā)明的無堿液體速凝劑粘結(jié)性好、回彈量低、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度損失小、綠色環(huán)保無污染、施工采用噴射混凝土，施工快速簡(jiǎn)單。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述硫酸鋁含量為40% -70%。在本發(fā)明的進(jìn)一步詳述和具體實(shí)施中，本發(fā)明公開了所用的各種成分的優(yōu)選類型，以便更好、更清楚的了解本發(fā)明，然而這種詳細(xì)描述并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的特別限制，不依靠這些細(xì)節(jié)信息而采用本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域其他通用的化學(xué)材料，只要其符合本發(fā)明上述對(duì)各組成成分名稱所做的限定，依舊屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明中，所述硫酸鋁種類并不受到限制，優(yōu)選的采用工業(yè)級(jí)硫酸鋁，更優(yōu)選采用十八水合硫Ife招。在本發(fā)明中，所述羥基羧酸包括但不限于檸檬酸、水楊酸、酒石酸、乳酸等中的一種和/或一種以上的混合物，用于提高凝結(jié)速度，縮短凝結(jié)時(shí)間，并且增加鋁離子的穩(wěn)定性優(yōu)選乳酸，用量為1% -10%。在本發(fā)明中，所述有機(jī)胺包括但不限于一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺，用于提高混凝土的早期強(qiáng)度和提高混凝土的粘度，優(yōu)選采用二乙醇胺。在本發(fā)明中，所述多元醇用于作為硫酸鋁的共溶劑促進(jìn)形成穩(wěn)定的分散液，有利于提高原料溶解性能和產(chǎn)品穩(wěn)定，提高產(chǎn)品保質(zhì)期，所述多元醇包括但不限于甘油、乙二醇、二乙二醇等，優(yōu)選甘油。在本發(fā)明中，所述無機(jī)酸作為產(chǎn)品穩(wěn)定劑，包括但不限于磷酸、硝酸或硫酸，優(yōu)選為磷酸。相比已有產(chǎn)品，本發(fā)明的速凝劑具有如下優(yōu)勢(shì)按照《噴射混凝土用速凝劑》(JC477-2005)的評(píng)價(jià)測(cè)試方法，本發(fā)明的產(chǎn)品在較低的摻量下(4% 8% )能夠使水泥在3分鐘左右初凝，在6分鐘之內(nèi)終凝；能使水泥砂漿的I天抗壓強(qiáng)度保持在IOMpa的水平上，28天抗壓強(qiáng)度基本無損失。
具體實(shí)施例方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，申請(qǐng)人提供了下述具體的實(shí)施例從而進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，下述實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在理解本發(fā)明發(fā)明實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的變更、替換等均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例1一種無堿液體速凝劑的制備方法，所用原料及其質(zhì)量百分比組成為硫酸鋁50%，檸檬酸1%，二乙醇胺7%，甘油10%，硝酸1%，水31%。實(shí)施例2一種無堿液體速凝劑的制備方法，所用原料及其質(zhì)量百分比組成為硫酸鋁55%，檸檬酸1%，三乙醇胺10%，二乙二醇7%，磷酸1%，水26%。實(shí)施例3—種無堿液體速凝劑的制備方法，所用原料及其質(zhì)量百分比組成為硫酸鋁45%，乳酸2%，三乙醇胺5%，乙二醇5%，硫酸2%，水41 %。實(shí)施例4一種無堿液體速凝劑的制備方法，所用原料及其質(zhì)量百分比組成為硫酸鋁55%，乳酸1%，二乙醇胺10%，甘油8%，磷酸2%，水24%。實(shí)施例5
一種無堿液體速凝劑的制備方法，所用原料及其質(zhì)量百分比組成為硫酸鋁50%，水楊酸2%，三乙醇胺6%，甘油7%，磷酸1%，水34%。參照《噴射混凝土用速凝劑》(JC477-2005)，將本發(fā)明的速凝劑與市面液體速凝劑MEYCO SA160進(jìn)行了對(duì)比，相關(guān)測(cè)試結(jié)果如附表I所示附表I以上實(shí)施例對(duì)凝結(jié)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度的影響
實(shí)施例速凝_摻初凝時(shí)fHj終凝吋M I28
權(quán)利要求
1.一種無堿液體速凝劑，其特征在于，所述速凝劑的組成為，以質(zhì)量百分比計(jì) 硫酸鋁30% -80%，羥基羧酸1% -10%，有機(jī)胺4% -15%，多元醇3% -10%，無機(jī)酸1% _5%，水為余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無堿液體速凝劑，其特征在于，所述硫酸鋁的含量為40% -70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無堿液體速凝劑，其特征在于，所述硫酸鋁為十八水合硫酸招。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無堿液體速凝劑，其特征在于，所述羥基羧酸為檸檬酸、乳酸、水楊酸、酒石酸中的一種和/或一種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無堿液體速凝劑，其特征在于，所述有機(jī)胺為一乙醇胺、二乙醇胺、或三乙醇胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無堿液體速凝劑，其特征在于，所述有機(jī)胺為二乙醇胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無堿液體速凝劑，其特征在于，所述多元醇為甘油、乙二醇或二乙二醇，優(yōu)選為甘油。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無堿液體速凝劑，其特征在于，無機(jī)酸可以為磷酸、硝酸或硫酸，優(yōu)選磷酸。
9.一種無堿液體速凝劑的制備方法，其特征在于，包括下述步驟將硫酸鋁溶于熱水中，溶解完全后，攪拌狀態(tài)下緩慢加入羥基羧酸，待溶解完全，再依次加入有機(jī)胺、多元醇，反應(yīng)完畢后加入無機(jī)酸，冷卻至室溫，制備得到產(chǎn)品。
10.無堿液體速凝劑在噴射混凝土使其速凝的應(yīng)用，其特征在于，將無堿液體速凝劑在噴嘴處加入到噴射混凝土組合物中，以水泥重量作基準(zhǔn)，用量為4% -8%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無堿液體速凝劑，在其原材料和制備中不含堿，所述速凝劑的組成為，以重量比計(jì)硫酸鋁30％-80％，羥基羧酸1％-10％，有機(jī)胺4％-15％，多元醇3％-10％，無機(jī)酸1％-5％，水為余量。本發(fā)明公開的速凝劑早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度損失小、粘結(jié)性好、回彈量低、可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保無污染施工，其合成工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，是一種性能優(yōu)良的無堿液體速凝劑。
文檔編號(hào)C04B103/14GK102992677SQ20121037674
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者胡鐵剛, 熊衛(wèi)鋒 申請(qǐng)人:北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司