[發明專利]一種無堿速凝劑組合物溶液及其制備方法

在審

• 申請號: 201710892362.X
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107500592A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 蘇琳;鄭錦浩;譚孝奎;仲一夫;羅建
• 申請（專利權）人: 四川鐵科新型建材有限公司
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12;C04B103/12
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙)51224
• 代理人: 趙正寅

技術領域

本發明屬于速凝劑及其制備的技術領域，尤其涉及一種無堿速凝劑組合物溶液及其制備方法。

背景技術

噴射混凝土技術自20世紀初開始，1914年美國首先使用了噴射水泥砂漿，從噴射水泥砂漿逐漸引用，發展至今的噴射混凝土技術，與普通混凝土相比較，噴射混凝土具有凝結速度快和早期強度高等優點，適用于邊坡修護、巖土修護、堵漏和道路快速搶修等特殊環境下施工作業。速凝劑在噴射混凝土實施過程中起到至關重要的作用，是噴射混凝土施工法中不可缺少的添加劑，其性能的優劣直接影響到噴射混凝土的噴射質量和使用性能。速凝劑可以加速水泥水化硬化，在很短的時間內形成足夠的強度，起到一定的支護作用，從而保證特殊施工的要求。

20世紀30年代，國外就開始研究和在工程施工中應用速凝劑，最早投入工程的是以硅酸鈉為主要原材的無味液體。后來，國外又相繼出現了多種以堿金屬的硅酸鹽、碳酸鹽為主要成分的速凝劑，這些速凝劑統稱為傳統堿性速凝劑，施工過程中對人體的皮膚有腐蝕傷害作用，促凝效果一般，而且多數含有堿、氯成份，影響混凝土的耐久性等性能。這類產品雖能滿足施工中對混凝土的促凝要求,但是摻加該類速凝劑的混凝土早期強度高而后期強度損失非常嚴重，主要原因是傳統堿性速凝劑堿含量高，摻入噴射混凝土后使水泥在水化初期形成疏松的鋁酸鹽水化物結構，造成混凝土極易發生堿-骨料反應，對其后期強度的發揮非常不利。近幾年來，國內外開始使用鈣鹽和鋁鹽來代替硅酸鹽和碳酸鹽等堿金屬鹽來研制并生產無堿(低堿)速凝劑，摻入無堿(低堿)速凝劑后，速凝效果顯著的同時亦能滿足噴射混凝土的施工要求，但是多數是早期強度低，一次性噴射厚度低，容易出現早期回彈率大的問題。同時這類速凝劑摻量大，容易分層沉淀，且對不同種類水泥的適應性差，噴射混凝土活性不好。

如何結合工程實際情況，因地制宜、合理選材、對速凝劑進行改性、優化噴射混凝土的組成設計是保證噴射混凝土質量的重要因素，是目前亟需解決的重要問題。

發明內容

基于此，針對上述問題，本發明提出一種無堿速凝劑組合物溶液及其制備方法，采用無機-有機材料復合技術及速凝劑改性技術，利用無熱源的生產方式來優化速凝劑性能，使其兼具速凝、無堿、摻量低、早期強度高和后期強度不倒縮甚至增加1-1.5倍的特性，使配制的噴射混凝土具有低成本高品質的優勢，符合現代環保社會發展的行業趨勢。

本發明的技術方案是：一種無堿速凝劑組合物溶液，包括以下重量份數的組分：無機鹽40-70份、無機酸1-8份、有機胺3-8份和水14-56份。

進一步地，所述的無機鹽包括硫酸鋁、氟硅酸鎂、氟硅酸鈉和氟化鈉中的至少三種。

其中，無機鹽中的陰離子與水泥水化過程中產生的鈣離子反應，使C3S表面難以形成雙電層結構，從而使C3S的誘導期縮短甚至消失，進而縮短水泥的凝結時間，提高了水泥砂漿的早期強度，起到迅速縮短水泥初凝、終凝的作用。同時，無機鹽溶解過程中產生的熱量可加速溶解，無須外界熱源從而達到節約能源、提高經濟效益的目的。

優選地，所述的無機酸包括磷酸、氫氟酸、硫酸和硼酸中的至少一種。

其中，無機酸的主要作用是溶解部分無機鹽，調節溶液的酸性。

進一步地，所述的有機胺包括二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺和三異丙醇胺中的至少一種。

其中，有機胺的主要作用是促進無機鹽的溶解，促進整個體系形成穩定的真溶液，同時在水泥中起到早強作用。

本發明還公開了上述無堿速凝劑組合物溶液的制備方法，包括以下步驟：

A、酸稀釋：按重量計，向14-56份水中加入所述的無機酸1-8份，常溫下攪拌獲得稀釋后的無機酸溶液；

B、鹽溶解：取所述的無機鹽40-70份，分多次加入所述稀釋后的無機酸溶液中以充分溶解，溶解無機鹽的過程中加入所述的有機胺3-8份，至充分溶解后即可得無堿速凝劑組合物溶液。其中，將無機鹽分開多次加入的目的是便于無機鹽充分溶解。

進一步地，所述步驟B鹽溶解具體包括以下步驟：

B1、向步驟A中稀釋后的無機酸溶液中加入所述的無機鹽1-5份，攪拌15-30分鐘以充分溶解；

B2、充分溶解至溶液透亮后，第二次加入所述的無機鹽1-5份，待無機鹽加完溶解后，再加入所述的有機胺，攪拌10分鐘；

B3、攪拌至充分混合溶解后，第三次加入所述的無機鹽37-55份，并攪拌2-6小時至完全溶解；