专利名称：一种无碱液体速凝剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于水泥基材料的混凝土速凝剂，特别涉及一种喷射混凝土用高性能无碱液体速凝剂的制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术：
速凝剂是能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，广泛应用于地下工程、矿山工程、堤坝边坡加固以及抢险等工程中，是喷射混凝土不可缺少的重要外加剂之一。速凝剂的作用原理为加入到水泥浆体中会促进水泥中铝酸三钙、硅酸三钙等矿物的水化反应，在短时间内形成水化铝酸钙、钙矾石、水化硅酸钙等水化产物，使水泥浆体迅速硬化凝结。传统的速凝剂多为粉体状，不便于施工操作及计量，施工粉尘较大，高碱性粉·尘对施工人员的健康造成极大危害；普通液体速凝剂虽然可通过准确计量，保证混凝土质量稳定性，避免粉尘污染等危害，但由于其主要作用机理在于利用高碱使水泥中的石膏变成硫酸钠，失去缓凝作用，从而加速水泥水化来实现速凝效果，一方面高碱对施工人员的健康造成危害，另一方面较高的碱含量极易导致混凝土产生碱骨料反应，后期强度严重倒缩，由于碱性物质的大量使用，混凝土后期强度会存在30%甚至更大的降低，影响其使用寿命。因此本发明急需一种性能好，并且无碱，便于施工应用的液体速凝剂。
发明内容
针对本领域现有技术存在的缺陷，本发明的首要目的是提供一种不含有碱的速凝齐U，从而避免传统的高碱量液体速凝剂对人体的损害和对混凝土结构强度的影响，本发明的另一个目的是提供一种不含有碱的液体速凝剂，能够快速施工，便于施工操作和用量计量。在上述基础上，本发明的还一个目的是提供上述无碱液体速凝剂的制备方法和应用方法。为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的—种无碱液体速凝剂，由硫酸铝、羟基羧酸、有机胺、多元醇、无机酸稳定剂通过络合反应合成，其组成为，以质量百分比计硫酸铝30% -80%，羟基羧酸1% -10%，有机胺4% -15%，多元醇3% -10%，无机酸1% -5%，水为余量。相应的，本发明公开了所述无碱液体速凝剂的制备方法，包括下述步骤将硫酸铝溶于热水中，溶解完全后，搅拌状态下缓慢加入羟基羧酸，待溶解完全，再依次加入有机胺、多元醇，反应完毕后加入无机酸，冷却至室温，制备得到产品。其中，通常所用热水的温度为50摄氏度,反应时间为I小时。进一步的，本发明还公开了所述无碱液体速凝剂在喷射混凝土使其速凝的应用将无碱液体速凝剂在喷嘴处加入到喷射混凝土组合物中，以水泥重量作基准，用量为4% -8% (即用量为水泥重量的4% -8% )。申请人:进行的实验证实，本发明的无碱液体速凝剂粘结性好、回弹量低、早期强度高、后期强度损失小、绿色环保无污染、施工采用喷射混凝土，施工快速简单。
在本发明中，优选的，所述硫酸铝含量为40% -70%。在本发明的进一步详述和具体实施中，本发明公开了所用的各种成分的优选类型，以便更好、更清楚的了解本发明，然而这种详细描述并不构成对本发明的特别限制，不依靠这些细节信息而采用本发明技术领域其他通用的化学材料，只要其符合本发明上述对各组成成分名称所做的限定，依旧属于本发明的保护范围。在本发明中，所述硫酸铝种类并不受到限制，优选的采用工业级硫酸铝，更优选采用十八水合硫Ife招。在本发明中，所述羟基羧酸包括但不限于柠檬酸、水杨酸、酒石酸、乳酸等中的一种和/或一种以上的混合物，用于提高凝结速度，缩短凝结时间，并且增加铝离子的稳定性优选乳酸，用量为1% -10%。在本发明中，所述有机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强度和提高混凝土的粘度，优选采用二乙醇胺。在本发明中，所述多元醇用于作为硫酸铝的共溶剂促进形成稳定的分散液，有利于提高原料溶解性能和产品稳定，提高产品保质期，所述多元醇包括但不限于甘油、乙二醇、二乙二醇等，优选甘油。在本发明中，所述无机酸作为产品稳定剂，包括但不限于磷酸、硝酸或硫酸，优选为磷酸。相比已有产品，本发明的速凝剂具有如下优势按照《喷射混凝土用速凝剂》(JC477-2005)的评价测试方法，本发明的产品在较低的掺量下(4% 8% )能够使水泥在3分钟左右初凝，在6分钟之内终凝；能使水泥砂浆的I天抗压强度保持在IOMpa的水平上，28天抗压强度基本无损失。
具体实施例方式为了便于本领域技术人员理解本发明的实质，申请人提供了下述具体的实施例从而进行进一步详细说明，下述实施例并不是对本发明的限定。本领域技术人员在理解本发明发明实质的基础上所进行的变更、替换等均属于本发明的保护范围。 实施例1一种无碱液体速凝剂的制备方法，所用原料及其质量百分比组成为硫酸铝50%，柠檬酸1%，二乙醇胺7%，甘油10%，硝酸1%，水31%。实施例2一种无碱液体速凝剂的制备方法，所用原料及其质量百分比组成为硫酸铝55%，柠檬酸1%，三乙醇胺10%，二乙二醇7%，磷酸1%，水26%。实施例3—种无碱液体速凝剂的制备方法，所用原料及其质量百分比组成为硫酸铝45%，乳酸2%，三乙醇胺5%，乙二醇5%，硫酸2%，水41 %。实施例4一种无碱液体速凝剂的制备方法，所用原料及其质量百分比组成为硫酸铝55%，乳酸1%，二乙醇胺10%，甘油8%，磷酸2%，水24%。实施例5
一种无碱液体速凝剂的制备方法，所用原料及其质量百分比组成为硫酸铝50%，水杨酸2%，三乙醇胺6%，甘油7%，磷酸1%，水34%。参照《喷射混凝土用速凝剂》(JC477-2005)，将本发明的速凝剂与市面液体速凝剂MEYCO SA160进行了对比，相关测试结果如附表I所示附表I以上实施例对凝结时间和抗压强度的影响
实施例速凝_掺初凝时fHj终凝吋M I28
权利要求
1.一种无碱液体速凝剂，其特征在于，所述速凝剂的组成为，以质量百分比计 硫酸铝30% -80%，羟基羧酸1% -10%，有机胺4% -15%，多元醇3% -10%，无机酸1% _5%，水为余量。
2.根据权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于，所述硫酸铝的含量为40% -70%。
3.根据权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于，所述硫酸铝为十八水合硫酸招。
4.根据权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于，所述羟基羧酸为柠檬酸、乳酸、水杨酸、酒石酸中的一种和/或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于，所述有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、或三乙醇胺。
6.根据权利要求5所述的无碱液体速凝剂，其特征在于，所述有机胺为二乙醇胺。
7.根据权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于，所述多元醇为甘油、乙二醇或二乙二醇，优选为甘油。
8.根据权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于，无机酸可以为磷酸、硝酸或硫酸，优选磷酸。
9.一种无碱液体速凝剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤将硫酸铝溶于热水中，溶解完全后，搅拌状态下缓慢加入羟基羧酸，待溶解完全，再依次加入有机胺、多元醇，反应完毕后加入无机酸，冷却至室温，制备得到产品。
10.无碱液体速凝剂在喷射混凝土使其速凝的应用，其特征在于，将无碱液体速凝剂在喷嘴处加入到喷射混凝土组合物中，以水泥重量作基准，用量为4% -8%。
全文摘要
本发明公开了一种无碱液体速凝剂，在其原材料和制备中不含碱，所述速凝剂的组成为，以重量比计硫酸铝30％-80％，羟基羧酸1％-10％，有机胺4％-15％，多元醇3％-10％，无机酸1％-5％，水为余量。本发明公开的速凝剂早期强度高、后期强度损失小、粘结性好、回弹量低、可实现绿色环保无污染施工，其合成工艺简单，反应条件温和，是一种性能优良的无碱液体速凝剂。
文档编号C04B103/14GK102992677SQ20121037674
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者胡铁刚, 熊卫锋 申请人:北京东方雨虹防水技术股份有限公司