[發明專利]一種液體速凝劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202110390420.5
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113060963A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 王棟民;吳亞男;王璜琪;張力冉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12;C04B103/12
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 康志梅;陳偉

本發明涉及一種液體速凝劑及其制備方法與應用。該液體速凝劑包括鋁鹽、氟化鹽、氟硅酸鹽、第一穩定劑、絡合劑和、水溶劑以及任選的其他組分，所述其他組分包括氟化鹽和/或第二穩定劑，其中，以所述鋁鹽的質量計，所述氟硅酸鹽的質量含量為8?12％，所述絡合劑的質量含量為6?10％。本發明的液體速凝劑能夠在低摻量的情況下達到較好的速凝效果，包括更快的初凝時間、終凝時間，以及更高的抗壓強度等。

技術領域

本發明涉及混凝土外加劑領域，具體涉及一種液體速凝劑及其制備方法與應用。

背景技術

速凝劑是一種能使水泥或混凝土快速凝結硬化的化學外加劑，它是噴射混凝土中必不可少的一種外加劑組分。我國從20世紀90年代開始推廣混凝土施工工藝，保證噴射成品質量和合理施工過程成了關鍵問題，研制出性能優良，促進效果好的速凝劑是前提保障。

傳統液體速凝劑中堿含量偏高，一方面對施工人員造成腐蝕傷害，另一方面，也可能引起混凝土堿骨料反應。而液體速凝劑在如今現場應用中，主要包括低堿、無堿兩大類。最初研制的液體速凝劑中大多含有堿金屬離子，由于含堿量較高，速凝的同時產生了很多負面影響。從目前公開的相關專利看例如，臨沂宏藝科技發展有限公司公開的發明專利(申請號：201811492517.1)雖為無堿速凝劑，但實際配方中堿含量最高可達10％，長安大學公開的發明專利(申請號：2016110965096)，提供的速凝劑早期強度較低，容易影響噴射混凝土正常施工。云南森博混凝土外加劑有限公司的發明專利(申請號：CN201810065890.2)一種低固含速凝劑，雖然使得在極大程度上減少使經濟成本，并且不影響混凝土的早期強度及后期使用強度，但其堿含量高達30％以上。

由于硫酸鋁不含堿，且對水泥水化一有定的促進作用，因此硫酸鋁是一種理想的堿金屬鹽替代品，已成為配置速凝劑的主要成分。然而，以硫酸鋁為主要是速凝成分的無堿速凝劑中起速凝做用的主要是鋁離子，因此，為提高速凝劑的速凝效果，必須提高溶液中的鋁離子含量，但硫酸鋁的溶解度小，溶液狀態容易不穩定，要想獲得性能優異的速凝劑，必須制備高氯含量的穩定溶液。單用硫酸鋁一種速凝組分較難配置出理想的速凝劑。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種液體速凝劑，所述液體速凝劑能夠在低摻量的情況下達到較好的速凝效果，包括更快的初凝時間、終凝時間以及更高的抗壓強度等。

根據本發明的第一方面，本發明提供了一種液體速凝劑，所述液體速凝劑包括鋁鹽、氟硅酸鹽、第一穩定劑、絡合劑、溶劑以及任選的其他組分，所述其他組分包括氟化鹽和/或第二穩定劑，其中，以所述鋁鹽的質量計，所述氟硅酸鹽的質量含量為8-12％，所述絡合劑的質量含量為6-10％。

根據本發明的一些實施方式，以所述鋁鹽的質量計，所述氟硅酸鹽的質量含量為8-12％，例如8.2％、8.5％、8.9％、9.1％、9.3％、9.5％、9.7％、10.2％、10.5％、10.7％、10.9％、11.2％、11.5％、11.7％、11.9％以及它們之間的任意值。根據本發明的一些實施方式，以所述鋁鹽的質量計，所述氟硅酸鹽的質量含量為8.5-11％。在本發明的一些優選實施方式中，以所述鋁鹽的質量計，所述氟硅酸鹽的質量含量為9-10％。

根據本發明的一些實施方式，所述氟硅酸鹽為氟硅酸鈉和氟硅酸鎂。本發明中，通過在速凝劑中同時添加氟硅酸鈉和氟硅酸鎂兩種組分，可以有效降低速凝劑堿含量，提升速凝劑的穩定性。

根據本發明的一些實施方式，所述氟硅酸鈉和氟硅酸鎂的質量比為0.1-10:1，例如0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1以及它們之間的任意值。

在本發明的一些優選實施方式中，所述氟硅酸鈉(化學式：F₆Na₂Si，CAS：16893-85-9)純度高于90％。