[發(fā)明專利]一種高早強(qiáng)型無堿液體速凝劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110104987B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧本慶;陳小龍;鐘開紅;孫申美;熊旭峰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B103/12
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 李德魁

本發(fā)明涉及一種高早強(qiáng)型無堿液體速凝劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于建筑材料外加劑技術(shù)領(lǐng)域。該速凝劑，由以下重量百分比的原料組成：40～50％的聚合硫酸鋁，5～10％的偏高嶺土，5～15％的納米硅溶膠，3～6％的醇胺，1～4％的有機(jī)酸，0.01～0.05％的增稠劑，0.01～0.05％的分散劑，余量為水。該速凝劑在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T35159?2017)基礎(chǔ)上，還可有效提高水泥砂漿1天抗壓強(qiáng)度，達(dá)到20MPa以上，部分水泥的砂漿1天抗壓強(qiáng)度甚至能達(dá)到25MPa以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料外加劑技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高早強(qiáng)型無堿液體速凝劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

速凝劑作為噴射混凝土施工中不可或缺的外加劑，具有加速水泥凝結(jié)硬化，降低噴射混凝土回彈量的重要作用，在隧道施工，快速修補(bǔ)砂漿等方面應(yīng)用廣泛。隨著國內(nèi)外基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，速凝劑的用量越來越大。然而，當(dāng)前工程上采用的速凝劑品種多樣，粉狀速凝劑作為最早投入使用的速凝劑，盡管價格便宜，促凝效果好，但其粉塵污染嚴(yán)重，施工環(huán)保性差的缺陷嚴(yán)重制約其推廣應(yīng)用。

隨著濕噴工藝的出現(xiàn)，液體速凝劑開始在眾多工程項目中得到應(yīng)用。有堿液體速凝劑在工程上應(yīng)用較早，主要以鋁酸鈉、鋁酸鉀、硅酸鈉等為主要促凝組分，摻量一般在膠材質(zhì)量的3～6％，因其堿含量問題，導(dǎo)致噴射混凝土的后期強(qiáng)度損失較大，部分產(chǎn)品28天強(qiáng)度損失甚至能達(dá)到40％以上。同時，有堿速凝劑對施工人員具有較強(qiáng)的腐蝕性。基于施工環(huán)保和結(jié)構(gòu)耐久性的高要求，無堿液體速凝劑在最近幾年開始得到應(yīng)用，作為最新一代速凝劑產(chǎn)品，無堿液體速凝劑克服了粉狀速凝劑和有堿液體速凝劑的缺點，實現(xiàn)了施工的環(huán)保性和結(jié)構(gòu)的耐久性。

然而，當(dāng)前市場上無堿液體速凝劑品種繁多，各產(chǎn)品材料體系不盡相同，導(dǎo)致無堿液體速凝劑對不同水泥的適應(yīng)性和水泥砂漿的早期強(qiáng)度發(fā)展效果不一。大部分無堿液體速凝劑以硫酸鋁為主要促凝組分，同時采用一些氟化物和醇胺等一些促溶組分來提高硫酸鋁的溶解度，比如專利(CN200910220171.4)中，介紹了一種采用硫酸鋁、氟化鈉、醇胺等材料制備而成的無堿液體速凝劑；專利(CN201710861526.2)中介紹了一種以硫酸鋁、氟硅酸鎂、氟化鈉醇胺等材料制備而成的速凝劑。氟化物的加入能夠顯著縮短水泥的初、終凝時間，降低噴射混凝土的回彈量，但該類速凝劑面臨最大的問題是早期強(qiáng)度較低，部分產(chǎn)品1天抗壓強(qiáng)度甚至只有2～3MPa，嚴(yán)重危害施工安全。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種高早強(qiáng)型無堿液體速凝劑，該速凝劑在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《噴射混凝土用速凝劑》(GB/T35159-2017)基礎(chǔ)上，還可有效提高水泥砂漿1天抗壓強(qiáng)度，達(dá)到20MPa以上，部分水泥的砂漿1天抗壓強(qiáng)度甚至能達(dá)到25MPa以上。

一種高早強(qiáng)型無堿液體速凝劑，由以下重量百分比的原料組成：

上述高早強(qiáng)型無堿液體速凝劑，采用聚合硫酸鋁-偏高嶺土二元促凝組分，極大提高了無堿液體速凝劑的促凝效果，降低了無堿液體速凝劑的摻量，再配合納米硅溶膠作為噴射混凝土強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑，提高了速凝劑-噴射混凝土材料體系的早期強(qiáng)度，對后期強(qiáng)度的耐久性無不良影響。

在其中一個實施例中，所述聚合硫酸鋁的細(xì)度模數(shù)≥10，Al₂O₃含量≥17％。

在其中一個實施例中，所述偏高嶺土的細(xì)度模數(shù)≥200。

在其中一個實施例中，所述納米硅溶膠中，二氧化硅的粒徑≤20nm，固含為30％～32％。

在其中一個實施例中，所述醇胺選自：N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二甘醇胺中的至少一種；所述有機(jī)酸選自：丙烯酸、乙二酸中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述增稠劑為羥丙基甲基纖維素；所述分散劑選自：聚醚類聚羧酸減水劑，且減水率大于25％。