[發(fā)明專利]一種無堿液體速凝劑制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910278672.1
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN110128044B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫義明;王福瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B22/14
• 分類號: C04B22/14;C04B103/22
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;王玉

本發(fā)明公開一種無堿液體速凝劑制備方法，包括：按質(zhì)量百分比稱取35~40%、氟硅酸10~15%、氫氧化鋁12~16%、硅酸鈉2~3%、其余為水，再制備含有SiO₂顆粒的氟化鋁液，制備氟化鋁母液，將母液和硅酸鈉、硫酸鋁溶液混合攪勻，制得無堿液體速凝劑。所述氟硅酸取自磷肥生產(chǎn)廢液，反應(yīng)溫度≤25℃，制成的無堿液體速凝劑中氟化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)7~8%。本方法避免了常規(guī)辦法制備氟化鋁制備過程中出現(xiàn)強(qiáng)腐蝕性原料氫氟酸、解決了現(xiàn)階段以氫氟酸、氫氧化鋁制備氟化鋁過程中對設(shè)備要求苛刻及危險(xiǎn)性等問題，反應(yīng)所得溶液中AlF₃主要為可溶性AlF₃，生成的SiO₂微粒比表面積較大，對溶液有增稠作用，增加了溶液的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無堿液體速凝劑制備方法，具體涉及一種利用磷肥副產(chǎn)物制備液體無堿噴射混凝土速凝劑的方法，屬混凝土添加劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

噴射型混凝土是建筑行業(yè)常用的一種固結(jié)材料，該材料的技術(shù)要求中，凝結(jié)時(shí)間及強(qiáng)度是噴射型混凝土的兩個(gè)最重要參數(shù)，速凝劑對噴射型混凝土的凝結(jié)時(shí)間有著重要影響，對混凝土早期強(qiáng)度也有著一定的影響，是噴射型混凝土在施工中不可或缺的外加劑，其效果好壞直接影響著混凝土的質(zhì)量。

速凝劑主要分為粉狀及液體速凝劑，粉狀速凝劑在使用過程中存在工作粉塵大、回彈量大、分散不均等缺陷；液體速凝劑目前針對粉狀速凝劑進(jìn)行了改進(jìn)，液體速凝劑更容易分散均勻，使混凝土各部分性能分布均勻。早期液體速凝劑，主要以有堿速凝劑為主，由于其高堿性導(dǎo)致的混凝土早期強(qiáng)度損失大、腐蝕性強(qiáng)、混凝土長期與堿性骨料反應(yīng)及對施工人員的身體傷害問題嚴(yán)重，限制了有堿速凝劑的發(fā)展。無堿速凝劑的出現(xiàn)較好地解決了這些問題，具有安全環(huán)保、強(qiáng)度損失小、骨料無堿等優(yōu)點(diǎn)。

公知的無堿速凝劑很多以硫酸鋁為主要原料，主要原理是以鋁離子與Ca(OH)₂反應(yīng)生成水化鋁酸鈣等物質(zhì)，使水泥凝結(jié)。例如：趙前方等研制的“一種速凝劑”(專利申請?zhí)?01710375874.9)，高永會等研制的“一種無堿無氯液體速凝劑”(專利申請?zhí)?01110100492.8)，同濟(jì)大學(xué)研制的“一種液體無堿速凝劑及其制備方法”(專利申請?zhí)?01810174062.2)，都是以硫酸鋁為主要原料制備速凝劑，其不足之處是：均未考慮硫酸根離子的引入使水泥水化環(huán)境中硫酸根離子濃度增大，導(dǎo)致水化產(chǎn)物中鈣礬石含量增加，必然延緩水泥熟料中C₃A的水化過程，延長凝結(jié)時(shí)間等問題。

因此，在提高鋁含量的同時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低SO₄^2-含量，以達(dá)到降低硫酸鋁提供鋁離子帶來的硫酸根離子濃度上升引起的鈣礬石含量上升，導(dǎo)致延緩水泥中C₃A的水化過程的問題。馬召林在“液體無堿速凝劑的研制及應(yīng)用研究”(鄭州大學(xué)，碩士論文，2014.05.01)中指出不同的鋁鹽溶解度不同，如下表1給出了含鋁的鹽及溶解度。

表1含鋁的鹽及溶解度

從表1中可看出，Al³⁺的含量的不同，Al(NO₃)₃、AlCl₃以及Al(ClO₄)₃在飽和溶液中Al³⁺濃度較大，但是在引入Cl^-時(shí)可能導(dǎo)致混凝土的鋼筋發(fā)生銹蝕，引入NO₃^-則可能與水化產(chǎn)物中的Ca(OH)₂反應(yīng)生成易溶的堿式硝酸鈣，導(dǎo)致混凝土發(fā)生溶蝕破壞，引起后期強(qiáng)度損失較大。AlF₃盡管溶解度并不是太大，在AlF₃中鋁含量達(dá)到32.1％。以AlF₃的形式加入硫酸鋁溶液中可在最大程度的引入鋁離子的同時(shí)，減少其它離子的引入，從而保證速凝效果的同時(shí)不影響后期強(qiáng)度。