[發明專利]一種無堿速凝劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201711323453.8
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109748532B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 張小磊;王偉;王瑞;田倩;劉加平;王文彬
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B103/12
• 代理公司: 南京材智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32449
• 代理人: 喬淑媛

本發明公開了一種糊精改性無堿速凝劑，其組成包括速凝組分和調凝組分，小分子醇以及助劑。所述糊精改性無堿速凝劑用于礦山充填，所述糊精改性無堿速凝劑的初凝時間為25?40分鐘，且8?10小時后充填材料的抗壓強度可以達到0.2MPa左右。

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，特別涉及一種無堿速凝劑及其制備方法與應用。

背景技術

速凝劑是一種使水泥或混凝土快速凝結和硬化的混凝土外加劑。其主要作用是可以增加噴射混凝土一次噴涂厚度，縮短二次噴射之間的間隔，同時提高混凝土早期強度，以便及時提供支護抗力，目前已經廣泛應用于現代地下工程、礦山工程、堵漏和搶險等工程。由于無堿速凝劑具有對人體腐蝕性小和早期強度高等

現有公開文獻和專利主要圍繞提高無堿速凝劑性能和水泥適應性兩個重點。優點，已經成為速凝劑的流行趨勢和未來發展方向。

如專利CN200610098296.0公開了一種噴射混凝土用液體無堿速凝劑，可以改善速凝劑對水泥的適用性，即使對中熱水泥也能提供優良的性能，滿足噴射混凝土的施工要求。

專利CN201510912656.5公開了一種無堿液體速凝劑及其制備方法，利用氟化鎂來顯著提高產品的速凝效果和混凝土的抗壓強度。

膠結充填主要以水泥為凝膠固化材料，通過與充填骨料的攪拌形成低標號的混凝土，輸送到井下采場以構筑工作地板或巖層支護人工礦柱等。其用水量一般非常高，對充填材料的性能要求是30分鐘達到初凝，8-10小時抗壓強度達到0.2MPa，28天抗壓強度達到10-15MPa。

但是常規無堿速凝劑凝結時間較快(初凝時間≤5分鐘，終凝時間≤12分鐘)，無法直接應用于礦山充填等特殊領域，因此需要對現有產品進行改性和優化。

發明內容

為了解決現有無堿速凝劑無法應用于礦山充填等領域，本發明提供了一種糊精改性無堿速凝劑及其制備方法與應用。

本發明所述糊精改性無堿速凝劑用于礦山充填，所述糊精改性無堿速凝劑的初凝時間為25到40分鐘，且8-10小時后充填材料的抗壓強度可以達到0.2MPa左右，其組成包括速凝組分和調凝組分，小分子醇以及助劑。

所述礦山填充所用的填充材料的水灰比非常大，達到2.67。

所述速凝組分為硫酸鋁、醇胺；

所述醇胺為二乙醇胺、三乙醇胺或N,N-二甲基乙醇胺中的一種。

所述調凝組分是指糊精微球，其通過以下方法制備：

所述調凝組分是指糊精微球，其通過以下方法制備：將可溶性淀粉加入到水中，加熱攪拌至透明，調制成20wt％的溶液；在攪拌狀態下依次加入N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，加入間隔不超過10分鐘；將Span60和環己烷加入到四口燒瓶中升溫至50℃；將水相滴加到油相中，15min滴完，引發聚合交聯4h；將反應后的糊精溶液依次用乙酸乙酯、乙醇和丙酮洗滌三次，置于60℃烘箱中干燥24h，篩分后得到150～200目的所述糊精微球。

所述小分子醇為1,2丙二醇、1,3丙二醇或丙三醇的一種。

本發明通過引入糊精微球對無堿速凝劑進行改性，大量的羥基吸附于水泥表面形成氫鍵阻止了水泥的進一步水化，延長漿體的初凝時間至30分鐘左右，同時水化早期糊精微球可以包埋部分Ca²⁺離子，隨著水泥水化的進行，糊精微球自行溶解，其包埋的Ca²⁺離子也逐漸釋放，促進后期水化硅酸鈣C-S-H凝膠等水化產物的生成，確保充填材料8-10小時抗壓強度達到0.2MPa，28天抗壓強度達到10-15MPa。

適量的小分子醇可以對硫酸鋁固體顆粒進行潤濕，降低界面能，使顆粒易于分散，并提高其分散穩定性。此外小分子醇能夠降低無堿速凝劑水溶液的冰點，從而提高產品的抗凍性。