专利名称：一种液体无碱无氯速凝剂及其制备、使用方法
技术领域：
本发明涉及混凝土添加剂材料化工技术领域，特别涉及一种液体无碱速凝剂及其制备，在工、民建筑、隧道等工程中的喷射混凝土的使用。
背景技术：
水泥速凝剂(以下简称速凝剂)也称促凝剂，是一种能促进水泥或混凝土快速凝结的化学外加剂，在矿山井巷、隧道等工程锚喷支护，以及堵漏和抢修工程中得到广泛应用。喷射混凝土支护技术在地下和隧道工程中获得了广泛应用。同时对喷射混凝土性能也提出了更高的要求，如喷射时应避免喷层滑落，尽量增加一次喷射混凝土的厚度，减少混凝土回弹，降低粉尘污染等。为满足上述要求，混凝土的喷射施工正在向湿喷工艺发展。目前国内使用的速凝剂，大部分以铝酸盐、碳酸盐和硅酸盐为主要成分，再与其它无机盐类复合而成的粉状速凝剂，这些速凝剂碱性大、回弹较大、对施工人员的眼睛和皮肤有腐蚀作用，还容易造成混凝土的“闪凝”，影响水泥石的水化结构，造成混凝土后期强度降低。此外，粉状速凝剂在混凝土喷射作业时，有添加不均匀的缺点。如果采用液体速凝剂，其均匀效果将会有质的变化。另外，速凝剂中含有氯，会对混凝土中的钢筋造成腐蚀作用，影响混凝土的质量和使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种水泥适应性良好、价格低廉、性能良好、稳定性较好的无碱无氯液体速凝剂以及制备方法，添加到混凝土中作为喷射混凝土在矿山井巷、隧道等工程锚喷支护以及堵漏和抢修工程中的应用，本发明无碱无氯速凝剂可用于湿陷性黄土护坡工程。本发明的技术方案为提供了一种液体无碱无氯速凝剂，其制备原料包括以下组份中的一种或多种硫酸铝，硫酸镁，醇胺，早强剂，增效剂，水。
所述硫酸镁优选为固含量48% 49%的MgSO4. 7H20。
所述醇胺可以为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇，中的一种或多种。
所述早强剂可以为硫酸钙、甲酸钙或亚硝酸钙，中的一种或多种。
所述增效剂可以为氟硅酸镁和/或氟化镁。
所述液体无碱无氯速凝剂优选由以下成分按重量比配制而成
硫酸铝38 60%
硫酸镁0 20%
醇胺2 12%
早强剂:0 3%
增效剂:3 10%
其余为水。
3
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种所述液体无碱无氯速凝剂的制备方法，包括以下步骤先加入水，再加入增效剂搅拌均匀；依次加入醇胺、硫酸铝、硫酸镁、早强剂，搅拌混合均匀，无须高速分散，即得均匀、稳定的产品。所述制备方法中，所述硫酸铝可以为所述硫酸铝为可商购的工业级水合硫酸铝Al2(SO4)3. 18H20，固含量51% 52%，且使用之前先将硫酸铝研磨，过200目的筛子，通过的粉末用来制备速凝剂。为解决上述技术问题，本发明又提供了一种所述液体无碱无氯速凝剂的使用方法，所述液体无碱无氯速凝剂以液体形态用于喷射混凝土中。所述使用方法中，所述液体无碱无氯速凝剂用量以水泥重量作基准，掺量为
3.5% 8%。本发明有益的技术效果为本发明提供的液体无碱无氯速凝剂具有适应性良好、价格低廉、掺量低、性能良好、稳定性较好等特点，同时添加到混凝土中作为喷射混凝土具有回弹率低、粉尘污染小等特点，能够满足“ JC477-2005喷射混凝土速凝剂”标准的需求。
具体实施例方式本发明包括但不限于以下实施方式，下文所示实施例具体说明了本发明的具体实施方式
。本发明液体无碱无氯速凝剂，由以下成分按重量比配制而成硫酸铝38 60%，硫酸镁0 20%，醇胺0 5%，早强剂0 3%，增效剂3 10%，其余为水。本液体无碱速凝剂按照以下方法制备而成先加入水，再加入增效剂搅拌均匀，依次加入醇胺、硫酸铝、硫酸镁、早强剂等，搅拌混合均匀，无须高速分散，即得均匀、稳定的产品，保质期6个月。本发明所述液体无碱速凝剂，所述硫酸铝为可商购的工业级水合硫酸铝Al2(SO4)3. 18H20,固含量 51% 52%。本发明所述液体无碱速凝剂，所述硫酸镁为可商购的工业级七水合硫酸镁(MgSO4. 7H20)，固含量 48 % 49 %。本发明所述液体无碱速凝剂，所述醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或前述任意两种以上混合物。本发明所述液体无碱速凝剂，所述早强剂为硫酸钙、甲酸钙、亚硝酸钙。本发明所述液体无碱速凝剂，所述增效剂为无机盐类增效剂，如氟硅酸镁、氟化镁中的一种或两种。本发明所述液体无碱速凝剂，其特征在于所述增效剂的最佳用量为3 6%。本发明所述液体无碱速凝剂，其特征在于所述液体无碱速凝剂以液体形态用于嗔射混凝土中。本发明所述液体无碱速凝剂，其特征在于所述液体无碱速凝剂用量以水泥重量作基准，掺量为3. 5% 10%，经检验符合“JC477-2005喷射混凝土速凝剂”标准的要求。本发明液体无碱无氯速凝剂，还可以由以下成分按重量比配制而成硫酸铝40 58%，硫酸镁0 18%，醇胺0 6%，早强剂0 4%，增效剂4 12%，其余为水。本发明液体无碱无氯速凝剂，也可以由以下成分按重量比配制而成硫酸铝36 55%，硫酸镁0 22%，醇胺0 4%，早强剂0 5%，增效剂2 14%，其余为水。将下述成分按顺序依次加入反应釜中，充分溶解、搅拌混合均匀，即得产品。实施例I :水50硫酸铝38二乙醇胺2甲酸钙0·I氟硅酸镁10实施例2 水30硫酸铝60七水合硫酸镁5三乙醇胺2硫酸钙3氟化镁3实施例3 水25硫酸铝45七水合硫酸镁20二乙醇胺5亚硝酸钙I氟化镁3实施例4 水47硫酸铝36硫酸镁1三乙醇胺12氟硅酸镁4对照实施例I :水35硫酸铝55七水合硫酸镁I二乙醇胺3亚硝酸钙I氟硅酸镁5氟化镁I
应用实施例I凝结时间测定净浆组成由下面材料组成基准水泥400g水160ml强度测定砂浆组成物由下面材料组成基准水泥900份标准砂1350份水450 份以上水包括速凝剂中的水。根据中国建材行业标准JC477-2005，将实施例I 4，对照实施例I的每种速凝剂分别按水泥重量的8%的掺量加入砂浆试样中，同时对购买的可商购的ky-Ι按水泥重量的10%的掺量进行了实验，测试试样的I天强度和28天强度比。
结果如下
速凝剂样品初凝时间 (min’ s” )终凝时间 (min’ s” )I天强度 (MPa)28天强度比 (%)实施例I2，45”7，40”8.3475.3实施例22，55”V 12”7.7878.5实施例33，44”6，40”8.3879.6实施例43，45”6，33”8.5380.8对照实施例I2，25”5，22”9.1386.5Ky-I4，40”8，55”7.1273.3通过上表可以看出，实施例I 4以及对照实施例I均能满足JC477-2005的要求。并且各方面性能均优于商购的ky-Ι速凝剂，说明本发明的无碱液体速凝剂性能良好，满足标准要求。应用实施例2:本实施例为本发明与最接近的现有技术之间的对比！按照专利申请号200610098296. O所述的制备方法如下速凝剂al，a2，a3，a4.制备方法如下al :将以下各成分依次加入混合机中进行混合、分散硫酸铝52七水硫酸镁 18二乙醇胺6
6
水24a2 :将以下各成分依次加入混合机中进行混合、分散硫酸铝48七水硫酸镁18二乙醇胺7TXlO I消泡剂O. I水25.9a3 :将以下各成分依次加入混合机中进行混合、分散硫酸铝57七水硫酸镁11二乙醇胺5甘油1.0水26.2a4 :将以下各成分依次加入混合机中进行混合、分散硫酸铝45七水硫酸镁18二乙醇胺7TXlO I水25.9将速凝剂al，a2，a3，a4，实施例I，实施例2，实施例3，实施例4，对照实施例I，同时进行凝结时间测定和强度测定凝结时间测定净浆组成由下面材料组成金隅普硅PO · 42. 5水泥水强度测定砂浆组成物由下面材料组成金隅普硅PO · 42. 5水泥标准砂水以上水包括速凝剂中含的水。根据中国建材行业标准JC477-2005，将实施例I 4，对照实施例I的每种速凝剂分别按水泥重量的8%的掺量加入砂浆试样中，al a4按水泥重量的10%的掺量加入砂浆试样中，掺量进行了实验，测试试样的I天强度和28天强度比。结果如下
400g
160ml
900份1350 份450份
权利要求
1.一种液体无碱无氯速凝剂，其特征在于，其制备原料包括以下组份中的一种或多种硫酸铝，硫酸镁，醇胺，早强剂，增效剂，水。
2.根据权利要求I所述液体无碱无氯速凝剂，其特征在于所述硫酸镁为固含量48 % 49 % 的 MgSO4. 7H20。
3.根据权利要求I或2所述液体无碱无氯速凝剂，其特征在于所述醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇，中的一种或多种。
4.根据权利要求I 3中任一项所述液体无碱无氯速凝剂，其特征在于所述早强剂为硫酸钙、甲酸钙或亚硝酸钙，中的一种或多种。
5.根据权利要求I 4中任一项所述液体无碱无氯速凝剂，其特征在于所述增效剂为氟硅酸镁和/或氟化镁。
6.根据权利要求I 5中任一项所述液体无碱无氯速凝剂，其特征在于所述液体无碱无氯速凝剂由以下成分按重量比配制而成 硫酸铝38 60% 硫酸镁0 20% 醇胺2 12% 早强剂0 3% 增效剂:3 10% 其余为水。
7.—种如权利要求I 6中任一项所述液体无碱无氯速凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤先加入水，再加入增效剂搅拌均匀；依次加入醇胺、硫酸铝、硫酸镁、早强剂，搅拌混合均匀，无须高速分散，即得均匀、稳定的产品。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述硫酸铝为可商购的工业级水合硫酸铝Al2(SO4)3. 18&0，固含量51% 52% ;且使用之前先将硫酸铝研磨，过200目的筛子，通过的粉末用来制备速凝剂。
9.一种如权利要求I 6任一项所述液体无碱无氯速凝剂的使用方法，其特征在于，所述液体无碱无氯速凝剂以液体形态用于喷射混凝土中。
10.根据权利要求9所述使用方法，其特征在于所述液体无碱无氯速凝剂用量以水泥重量作基准，掺量为3. 5% 8%。
全文摘要
本发明公开了一种液体无碱无氯速凝剂及其制备、使用方法。其制备原料包括以下组份中的一种或多种硫酸铝，硫酸镁，醇胺，早强剂，增效剂，水。所述硫酸铝为可商购的工业级水合硫酸铝Al2(SO4)3.18H2O，固含量51％～52％。硫酸镁为固含量48％～49％的MgSO4.7H2O。所述醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇，中的一种或多种。所述早强剂为硫酸钙、甲酸钙或亚硝酸钙，中的一种或多种。所述增效剂为氟硅酸镁和/或氟化镁。本发明提供的液体无碱无氯速凝剂具有适应性良好、价格低廉、掺量低、性能良好、稳定性较好等特点，同时添加到混凝土中作为喷射混凝土具有回弹率低、粉尘污染小等特点，能够满足“JC477-2005喷射混凝土速凝剂”标准的需求。
文档编号C04B24/12GK102923988SQ20121049575
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者任雪梅, 郝挺宇, 涂玉波, 曹擎宇, 侯学力 申请人:北京冶建特种材料有限公司, 中冶建筑研究总院有限公司