[發明專利]有機無機復合型無堿速凝劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710912563.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107963827B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 柯凱;占聰;文帥濤;常鷹
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C04B24/32
• 分類號: C04B24/32;C04B103/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖珍

本發明公開一種有機無機復合型無堿速凝劑及其制備方法，所述無堿速凝劑由金屬硫酸鹽和鏈烷醇胺在無機酸催化作用下高溫聚合，將合成所得鏈烷醇胺金屬絡合物，附以聚合硫酸鋁、低級醇、潤濕劑、防沉劑，即得有機無機復合型無堿速凝劑。配比為：無機酸：1?3份，絡合劑：0.2?0.8份，金屬硫酸鹽20?30份，鏈烷醇胺3.5?6.0份，聚合硫酸鋁20?25份，低級醇0.5?2.0份，潤濕劑0.05?0.2份，防沉劑：0.02?0.05份，余量為水，總質量份數為100份。制備方法按以下步驟進行：1.合成，2.熟化，3.復配，4.過濾。該無堿速凝劑在較低摻量情況下，水泥凝結時間和膠砂強度即可滿足JC477?2005噴射混凝土用速凝劑一等品要求，因從合成和復配體系上采取無機和有機復合的方式，適應性強，性價比高。

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，涉及水泥基膠凝材料化工技術領域，用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地下工程，以及公路橋梁、隧道、高鐵、核電等重點工程。

背景技術

國外液態無堿速凝劑應用已經相當廣泛，尤其是在日本、歐洲等發達國家幾乎不存在堿性速凝劑，我國液態速凝劑的發展遠落后于國外，市面多數無堿速凝劑在水泥凝結時間、強度上未能同時能滿足JC477—2005《噴射混凝土用速凝劑》規定的一等品要求。此外，無堿速凝劑易出現產品貯存期短、適應性差的問題，表現為正常溫度范圍內，產品在出廠后1個月即出現分層或析晶沉淀現象；適應性差意味著要達到一定的速凝效果需提高速凝劑的摻量，大大增加了使用成本。

目前，國內外多采用有機無機復配的方法來研制性能優越的無堿液體速凝劑，其中有機成分主要包括各種醇胺、酰胺、有機醇、羧酸等，無機成分主要以硫酸鋁、鋁酸鹽為主。單一有機無機復配的方法，尚不能解決工程中凝結時間、強度不統一達標及適應性較差的應用現狀，研制抗高適應性、低摻量、無腐蝕、高強度、價格合理的新型無堿液態速凝劑具有十分重大的意義。

專利CN 106495554 A公開一種穩定型無堿速凝劑的制備方法，屬于混凝土添加劑制備技術領域。本發明首先將黑木耳菌糠粉末進行糊化處理后，與丙烯酸單體、過硫酸銨等物質進行混合加熱，得到菌糠吸水樹脂，再將其與自制的明膠凝膠液進行混合碾磨，得到混合吸水樹脂粉末，接著將其與碳酸鈣粉末進行混合壓制并球磨，得到碳酸鈣樹脂復合粉末，再利用硫酸鋁和苯甲胺為原料，制得有機胺分散液，最后將其與碳酸鈣樹脂復合粉末等物質進行加熱后冷卻即可。

專利CN 105271867 A公開基于合成聚合硫酸鋁新型無堿液體速凝劑的制備方法。所述的無堿速凝劑由氨水中和硫酸鋁溶液制得活性氫氧化鋁凝膠，將活性氫氧化鋁過濾、烘干、磨細成粉后加入硫酸鋁溶液中即制得聚合硫酸鋁。本無堿速凝劑的配比為：聚合硫酸鋁45-55％，無機酸0-5％，穩定劑0-2％，有機早強劑0-2％，有機增粘劑0-2％，余量為水。該速凝劑在較低摻量情況下，水泥凝結時間和膠砂強度即可滿足JC477-2005噴射混凝土用速凝劑一等品要求。

專利CN 103396027 A公開一種新型無堿液體速凝劑的制備方法，該速凝劑的成分和配比是：硫酸鋁30-50％，檸檬酸鋁10-20％，羥基酸酸2-10％，20％濃度的氨水5-10％，聚丙烯酰胺0.01-0.05％，其余為水。將上述原材料按照不同的投料順序投入反應釜，在60-80℃下加熱、攪拌均勻，冷卻后形成無色或淡綠色粘稠液體。本發明的優點是，多羥基功能團分子的引入，促進了鋁交聯體系與聚丙烯酰胺的配位交聯，制備出一種高活性復合檸檬酸鋁交聯體系，顯著提高了水泥的水化速率，從而增強了速凝劑的作用效果。

上述專利多為無堿速凝劑的制備方法，無堿速凝劑的適應性、儲存穩定性是上述專利中試圖解決的難點之一。根據目前無堿速凝劑適應性較差、易析晶的現狀，尚無針對性的產品和組分設計，本發明從有機無機物合成的思路上解決問題，更大程度上擴展了不同速凝劑體系的適用范圍。

發明內容

區別于上述現有技術，本發明摒棄速凝劑中單一硫酸鋁的組分，采用鋁鹽和鏈烷醇胺合成形成鏈烷醇胺鋁絡合物；合成工程中，加入無機酸增大聚合轉化率；采用鎂鹽、鐵鹽、銅鹽和絡合劑增大鏈烷醇胺鋁絡合物的絡合穩定效果。