[發明專利]一種環保型低回彈低堿液體速凝劑及制備方法

有效

• 申請號: 201610483075.9
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN106145739B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 仇影;丁蓓;甘杰忠;姜海東;鄭春揚;郭兆來
• 申請（專利權）人: 江蘇中鐵奧萊特新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 徐冬濤,袁正英

技術領域

本發明涉及一種噴射混凝土用低堿液體速凝劑及制備方法，具體涉及一種環保型低回彈低堿液體速凝劑及制備方法。

背景技術

速凝劑是噴射混凝土中必不可少的一種外加劑組分，其主要目的在于加快混凝土拌合物的凝結時間，減少回彈，提高早期強度，滿足特殊工程的施工要求。

我國目前大多數使用堿性粉狀速凝劑，其主要成分為硅酸鈉、鋁酸鈉和碳酸鈉等。雖然能滿足混凝土速凝的指標要求，但其存在很多缺陷，例如pH在10～14，屬于強堿性物質，腐蝕性強、總堿量高于8％、料漿的粘聚性差，導致噴射混凝土的回彈量增加，粉塵污染大，嚴重影響噴射混凝土施工時的安全性，且混凝土后期強度和耐久性大大降低，

為了充分利用速凝劑在噴射混凝土中的速凝優勢，科研人員進行了很多研究工作。專利CN 101665336公開了以硫酸鋁和鋁酸鈉為主要速凝成分的低堿液體速凝劑，加入醇胺和羥基羧酸，但是該類速凝劑穩定性差，利用氫氧化鈉強堿溶液制備的鋁酸鈉溶液pH呈強堿性，對噴施施工危害大，容易燒傷皮膚，且該類速凝劑對后期強度影響大。西卡專利US2002035952A1公開了一種無堿液體速凝劑的制備方法，使用40％濃度的氫氟酸溶解硫酸鋁和氫氧化鋁，并加入有機胺4.5～7.5％，其中硫酸鋁的含量為20～40％，氫氧化鋁含量為10％。無堿液體速凝劑雖然pH在2～4之間，對施工危害小，但其摻量高，價格昂貴，不利于推廣。

發明內容

本發明解決了上述液體速凝劑的應用缺陷，提供了一種環保型低回彈低堿液體速凝劑，本發明的另一目的是提供上述環保型低回彈低堿液體速凝劑的制備方法。

本發明的技術方案：一種環保型低回彈低堿液體速凝劑，其特征在于其原料組分及組分占原料總量的質量百分比分別為：改性聚合硫酸鋁溶液：50％～60％；改性氟化鹽：1％～5％；改性醇胺：1％～14％；分散劑：1％～3％；水：30％～42％。

優選上述的分散劑為水合硅酸鎂、海泡石硅酸鎂或檸檬酸銨中的一種。

優選上述的改性聚合硫酸鋁溶液為：將聚合硫酸鋁水溶液滴加到納米氧化鋁水溶液中，并進行超聲反應得到穩定透明溶液；其中個原料的質量百分比為：聚合硫酸鋁20％～35％，納米氧化鋁10％～18％；水55％～62％。

優選聚合硫酸鋁中氧化鋁質量百分含量為30％～35％。

優選上述的改性氟化鹽由以下方法制備得到：將氟化鹽溶于納米二氧化硅分散液中，在高剪切條件下攪拌得到改性氟化鹽；其中各原料的質量百分比為：納米二氧化硅分散液70％～90％，氟化鹽：10％～30％。

優選上述的氟化鹽為氟化鈉、氟硅酸鈉或氟鋁酸鈉中的一種。

優選上述改性醇胺由以下方法制得：將醇胺、多乙烯多胺和交聯劑混合物置于恒溫水浴中反應得到改性醇胺；其中各原料的質量百分比為：醇胺40％～60％，多乙烯多胺35％～50％，交聯劑3％～10％。

優選上述的醇胺為二乙醇胺、三乙醇胺或二乙醇單異丙醇胺中的一種；所述交聯劑為正硅酸乙酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺或二乙三胺中的一種。

本發明還提供了上述一種環保型低回彈低堿液體速凝劑的方法，其具體步驟如下：

(1)改性聚合硫酸鋁溶液的制備：將聚合硫酸鋁水溶液滴加到納米氧化鋁水溶液中，并進行超聲反應，滴加時間60～120min，反應溫度為75～85℃，得到穩定透明溶液；其中各原料的質量百分比為：聚合硫酸鋁含量為20％～35％，納米氧化鋁10％～18％；水55％～62％；

(2)改性氟化鹽的制備：將氟化鹽溶于納米二氧化硅分散液中，在高剪切條件下攪拌2～3h，高速剪切應在2000S^-1～8000S^-1得到改性氟化鹽；其中各原料的質量百分比為：納米二氧化硅分散液70％～90％，氟化鹽：10％～30％；

(3)改性醇胺的制備：將醇胺、多乙烯多胺和交聯劑混合物置于20℃～50℃恒溫水浴中反應2～3.5h得到改性醇胺；其中各原料的質量百分比為：醇胺40％～60％，多乙烯多胺35％～50％，交聯劑3％～10％；

(4)將步驟(1)、(2)及(3)中制備的產品中加入分散劑，混合后在40～70℃下攪拌1～4h即得成品。

本發明還提供了上述的一種環保型低回彈低堿液體速凝劑在噴射混凝土的應用方法，其特征在于將液體速凝劑按照水泥質量的2～5％(優選2～3％)加入到拌合物中用于噴射混凝土施工。