[發明專利]一種液體速凝劑及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201910232837.1
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109776015A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 李國新;張江波
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12;C04B103/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明涉及建筑材料領域，具體涉及一種液體速凝劑及其制備方法和用途，該液體速凝劑是一種無氯無氟無堿低成本液體速凝劑，以質量百分數計，該液體速凝劑的原料組成為：硫酸鋁：50～70％，磷酸：1～7％，酰胺：1～5％，氫氧化鋁：1～10％，醇胺：1～8％，硅酸鹽：1～5％，其余為水。本發明的無氯無堿液體速凝劑為白色粘稠液體，密度為1.30g/cm³～1.55g/cm³，pH值為2.5～4.5，固含量為30～50％。該速凝劑具有成本低廉、可在常溫下配置、生產工藝簡單等特點，適合工業化大批量生產，且其成品無腐蝕性，可安全的應用于施工。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種液體速凝劑及其制備方法和用途，該液體速凝劑無氯無氟無堿且低成本。

背景技術

噴射混凝土是隧道或地下空間施工中的重要組成部分，其具有工藝簡單、粘結性好、施工快速、節省模板、經濟合理及適應性強等優點，已成為礦井巷道與地下空間、水利電力、建筑結構補強與加固等大型工程建設中一種重要的現代化施工手段。常用于灌漿隧道內襯、墻壁、天棚等薄壁結構或其他結構的襯里，以及鋼結構的保護層，而噴射混凝土的應用離不開一種化學外加劑——速凝劑。

速凝劑是一種能夠加快水泥或混凝土凝結和硬化速度的外加劑，是現代噴射混凝土施工過程中的重要組成材料之一。它是用來達到初始強度，減少反彈，抑制早期地面松弛的一種混凝土外加劑。它不僅影響噴射混凝土的早期強度，而且影響長期強度、耐久性和厚度的發展。根據速凝劑的性質和狀態，大致可以分為堿性粉狀、無堿粉狀、堿性液態和無堿液態四大類。相比傳統堿性速凝劑，無堿液體速凝劑具有堿含量低、對水泥和混凝土后期強度影響小、便于噴混凝土濕法作業、施工工作面環境良好和堿性低等諸多優點，國家及行業越來越重視無堿速凝劑的研發，并且由于氯離子會導致鋼筋銹蝕，標準中對氯離子的含量有嚴格的要求。

專利CN103664034A公開了在加熱條件下，以硫酸鋁和氟化鈉為主要成分，加入三乙醇胺，而后添加pH調節劑將pH調節到2～3，制備無堿液體速凝劑的配方。此配方工藝簡單，速凝效果好，但由于三乙醇胺的摻量過大導致砂漿28d強度保留率較低。

專利CN107311503A公開了以硫酸鋁、檸檬酸鋁和羥基羧酸為主要成分，添加20％濃度氨水和聚丙烯酰胺，制備無堿液體速凝劑的配方。此配方解決了專利CN103664034A中砂漿28d強度保留率過低的問題，但是此配方制備工藝要求溫度保持在60～80℃，設備要求高，并且原材料成本較高，不利于推廣于工業生產。

專利CN106431059A公開了以硫酸鋁、氟化鎂、氟化鈉和氫氟酸為主要成分，加入三乙醇胺和聚丙烯酰胺，制備無堿液體速凝劑的配方。此配方可在常溫下制備出速凝效果較好，且28d強度保留率很高，此專利相較于專利CN103664034A的制備方法簡單，但是此配方中氟化鎂、氟化鈉和氫氟酸含量過大，導致氟離子含量過大，且原材料成本過高，不利于市場推廣使用。

專利CN107601944A公開了以硫酸鋁、氫氧化鎂和氫氟酸為主要成分，加入穩定劑，制備無堿液體速凝劑的配方。此配方在較小的摻量下就可以達到標準，并且擁有較高的28d抗壓強度比。相較于專利CN106431059A中的配方顯著地降低了速凝劑中的氟離子含量，但由于氫氧化鎂和氫氟酸反應是放熱反應，會釋放出大量氫氟酸氣體，危害工人的身體健康。

專利CN107601943A公開了以硫酸鋁、氟化鈉、硫酸亞鐵和氟硅酸鈉為主要成分，加入二乙醇胺，制備無堿液體速凝劑的配方。此配方的制備成本要低于專利CN107601944A的配方，且能夠有效提高砂漿的早期和后期強度，但其復雜的制備過程，仍然不利于應用于工程實踐。