一种无碱液体速凝剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种无碱液体速凝剂及其制备方法，该无碱液体速凝剂的组成为硅酸盐：3%-15%，硫酸铝：35%-50%，有机胺：5%-15%，稳定剂：0%-3%，锂盐：0%-5%，其余部分为水。本发明无碱液体速凝剂与传统工艺的产品相比，回弹率低，凝结时间短，早期强度高，后期强度损失小，几乎无损失。
【专利说明】一种无碱液体速凝剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土木工程行业的建筑材料【技术领域】，具体涉及一种用于环保型高性能 湿喷混凝土的无碱液体速凝剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 由于混凝土湿喷工艺的特点是生产率高，施工时基本无粉尘，混凝土拌和时水灰 比易于控制，均质性高，喷射效果好。目前干喷工艺逐渐被湿喷工艺取代。
[0003] 液体速凝剂用于配制湿喷型高性能混凝土及砂浆、止水堵漏的速凝混凝土，铁路、 公路、水工导流洞等隧道初次衬砌混凝土及砂浆，以及冶金、煤矿的井巷、军工、人防的地下 工程的薄壁混凝土 (砂浆)加固、修复、基坑护壁、耐火工程、防护工程。将速凝剂加在喷射水 泥浆、水泥砂浆、混凝土中不仅可以加快水泥的凝结和硬化速度，提高早期强度，后期强度 影响较小，甚至不降低，而且大幅度提高混凝土及砂浆的粘聚性和粘接强度、降低回弹率， 有效的降低了回弹造成的材料损失，提高了经济效益，并降低了空气中的碱性水泥粉尘，保 护了环境、加快了施工进度。
[0004] 因为传统的液体速凝剂中含有大量的碱性物质，这些碱性物质引起混凝土后期强 度损失。速凝剂中的碱骨料会使混凝土膨胀破坏，丧失耐久性。碱性速凝剂具有极强的腐 蚀性，在生产和施工中不仅腐蚀施工机具，而且能严重损害人体健康，无碱液体速凝剂可以 改善这些问题。无碱液体速凝剂不含氯离子、不含碱金属的K+、Na+离子、不锈蚀钢筋、不污 染环境、不伤害作业人员的身体。
[0005] 新型复合型无碱液体速凝剂是目前速凝剂的发展方向。包括以无机速凝剂与有机 增强剂复合型、以无机速凝剂与有机速凝剂复合型为主要成分的低碱或无碱速凝剂。"一种 低碱液态速凝剂及其制备方法(专利申请号201110095016. 1)"、"一种混凝土速凝剂及其制 备方法(专利申请号201110266227. 7)"和"喷射混凝土用环保型无碱液体速凝剂及其制备 方法(专利申请号200810203051. 9)"都属于复合型无碱液体速凝剂。但是上述几种速凝剂 的速凝效果仍有提高的空间。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种速凝效果更好的无碱液体速凝剂(记为TY-3C无碱液 体速凝剂)，并提供该速凝剂的制备方法。
[0007] 本发明采用的技术方案： 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸盐：3%_15%，硫酸铝： 35%-50%，有机胺：5%-15%，稳定剂：0%-3%，锂盐：0%-5%，其余部分为水。
[0008] 优选地，所述无碱液体速凝剂包括如下质量百分比的组分：硅酸盐：5%_10%，硫酸 铝：40%-45%，有机胺：8%-12%，稳定剂：1%-2%，锂盐：2%-3%，其余部分为水。
[0009] 进一步地，所述硅酸盐为波美度为31，模数为3. 4的硅酸镁水溶液；所述硫酸铝为 十八水合硫酸铝，其中不含铁，A1203含量大于15% ;所述有机胺为二乙醇胺或三乙醇胺；所 述稳定剂为柠檬酸；所述锂盐为氢氧化锂。
[0010] 本发明还提供了所述无碱液体速凝剂的制备方法，其步骤如下： (1) 按比例称取各物料，将所述水加入到反应釜内，升温至60°C，保温； (2) 将所述硅酸盐缓慢加入到所述反应釜内，边搅拌边加入，硅酸盐全部加入后继续搅 拌，直至硅酸盐全部溶解； (3) 将所述有机胺加入到所述反应釜内，搅拌15min，搅拌均匀； (4) 将所述反应釜内物料升温至70°C，投入所述硫酸铝，投料完毕后升温至90°C，保温 搅拌3小时； (5) 若所述稳定剂和锂盐的含量均为0时，则降温至室温（即15-25°C)后停止搅拌，生 产完毕，下料； 若所述稳定剂和锂盐的含量至少有一个不为〇时，则降温至50°C，加入所述稳定剂和/ 或锂盐搅拌30min，降温至室温（S卩15-25°C)后停止搅拌，生产完毕，下料。
[0011] 本发明与传统工艺相比，回弹率低，凝结时间短，早期强度高，后期强度损失小，几 乎无损失。
【具体实施方式】
[0012] 下面有具体实施例对本发明进行详细阐述。本领域技术人员应当理解，以下实施 例是对本发明技术方案的进一步说明，而不是限制其范围。各实施例中的百分比均为质量 百分比。
[0013] 实施例1 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4) 5%，硫酸铝45%，二乙醇胺8%，水42%。
[0014] 该无碱液体速凝剂的制备方法： (1) 按比例称取各物料，将所述水加入到反应釜内，升温至60°C，保温； (2) 将所述硅酸盐缓慢加入到所述反应釜内，边搅拌边加入，硅酸盐全部加入后继续搅 拌，直至硅酸盐全部溶解； (3) 将所述有机胺加入到所述反应釜内，搅拌15min，搅拌均匀； (4) 将所述反应釜内物料升温至70°C，投入所述硫酸铝，投料完毕后升温至90°C，保温 搅拌3小时； (5) 降温至室温后停止搅拌，生产完毕，下料。
[0015] 实施例2 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4) 5%，硫酸铝45%，二乙醇胺10%，氢氧化锂1%，柠檬酸1%，水38%。
[0016] 该无碱液体速凝剂的制备方法： (1) 按比例称取各物料，将所述水加入到反应釜内，升温至60°C，保温； (2) 将所述硅酸盐缓慢加入到所述反应釜内，边搅拌边加入，硅酸盐全部加入后继续搅 拌，直至硅酸盐全部溶解； (3) 将所述有机胺加入到所述反应釜内，搅拌15min，搅拌均匀； (4) 将所述反应釜内物料升温至70°C，投入所述硫酸铝，投料完毕后升温至90°C，保温 搅拌3小时； (5)降温至50°C，加入柠檬酸和氢氧化锂搅拌30min，降温至室温后停止搅拌，生产完 毕，下料。
[0017]实施例3 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4) 5%，硫酸铝45%，二乙醇胺12%，氢氧化锂2%，柠檬酸2%，水34%。
[0018] 该该无碱液体速凝剂的制备方法同实施例2。
[0019] 实施例4 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4)7. 5%，硫酸铝42. 5%，二乙醇胺8%，氢氧化锂1%，柠檬酸2%，水39%。
[0020] 该该无碱液体速凝剂的制备方法同实施例2。
[0021] 实施例5 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸钠水溶液(波美度为40,模数 为3. 4)7. 5%，硫酸铝42. 5%，二乙醇胺10%，氢氧化锂2%，柠檬酸1%，水37%。
[0022] 该该无碱液体速凝剂的制备方法同实施例2。
[0023] 实施例6 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4) 7. 5%，硫酸铝42. 5%，二乙醇胺12%，水38%。
[0024] 该该无碱液体速凝剂的制备方法同实施例1。
[0025] 实施例7 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4) 10%，硫酸铝40%，二乙醇胺8%，氢氧化锂2%，柠檬酸1%，水39%。
[0026] 该该无碱液体速凝剂的制备方法同实施例2。
[0027] 实施例8 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4) 10%，硫酸铝40%，二乙醇胺10%，柠檬酸2%，水38%。
[0028] 该该无碱液体速凝剂的制备方法同实施例2。
[0029] 实施例9 一种无碱液体速凝剂，包括如下质量百分比的组分：硅酸镁水溶液(波美度为31，模数 为3. 4) 10%，硫酸铝40%，二乙醇胺12%，氢氧化锂1%，水37%。
[0030] 该该无碱液体速凝剂的制备方法同实施例2。
[0031] 根据上述配方及工艺提供的TY-3C无碱液体速凝剂在使用时，以基准水泥的重量 为参照标准，掺量为4%-7%。依据中国建材行业标准JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》 的要求对本发明进行水泥净浆凝结时间和水泥砂浆抗压强度的检测，使初凝时间小于5分 钟，终凝时间小于12分钟，1天抗压强度大于6MPa，28天抗压强度比大于70%。
[0032] 实施例1-实施例9制备的速凝剂按照水泥重量的5%加入到水泥浆体中，检测结 果如表1所示。
[0033] 表1检测结果
【权利要求】
1. 一种无碱液体速凝剂，其特征在于包括如下质量百分比的组分：硅酸盐：3%-15%，硫 酸铝：35%-50%，有机胺：5%-15%，稳定剂：0%-3%，锂盐：0%-5%，其余部分为水。
2. 根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于包括如下质量百分比的组 分：硅酸盐：5%-10%，硫酸铝：40%-45%，有机胺：8%-12%，稳定剂：1%-2%，锂盐：2%-3%，其余 部分为水。
3. 根据要求1或2所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于：所述硅酸盐为波美度为 31，模数为3. 4的硅酸镁水溶液。
4. 根据要求1或2所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于：所述硫酸铝为十八水合 硫酸铝，其中不含铁，A1203含量大于15%。
5. 根据要求1或2所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于：所述有机胺为二乙醇胺 或二乙醇胺。
6. 根据要求1或2所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于：所述稳定剂为柠檬酸。
7. 根据要求1或2所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于：所述锂盐为氢氧化锂。
8. 权利要求1或2所述的无碱液体速凝剂的制备方法，其特征在于其步骤如下： (1) 按比例称取各物料，将所述水加入到反应釜内，升温至60°C，保温； (2) 将所述硅酸盐缓慢加入到所述反应釜内，边搅拌边加入，硅酸盐全部加入后继续搅 拌，直至硅酸盐全部溶解； (3) 将所述有机胺加入到所述反应釜内，搅拌15min，搅拌均匀； (4) 将反应釜内物料升温至70°C，投入所述硫酸铝，投料完毕后升温至90°C，保温搅拌 3小时； (5) 若所述稳定剂和锂盐的含量均为0时，则降温至室温后停止搅拌，生产完毕，下料； 若所述稳定剂和锂盐的含量至少有一个不为〇时，则降温至50°C，加入所述稳定剂和/ 或锂盐搅拌30min，降温至室温后停止搅拌，生产完毕，下料。
【文档编号】C04B24/12GK104370489SQ201410525174
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】韩闪闪, 郭晓磊, 高勇利, 苏亚楠, 杨晓 申请人:河北铁园科技发展有限公司