[发明专利]一种环保型低回弹低碱液体速凝剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷射混凝土用低碱液体速凝剂及制备方法，具体涉及一种环保型低回弹低碱液体速凝剂及制备方法。

背景技术

速凝剂是喷射混凝土中必不可少的一种外加剂组分，其主要目的在于加快混凝土拌合物的凝结时间，减少回弹，提高早期强度，满足特殊工程的施工要求。

我国目前大多数使用碱性粉状速凝剂，其主要成分为硅酸钠、铝酸钠和碳酸钠等。虽然能满足混凝土速凝的指标要求，但其存在很多缺陷，例如pH在10～14，属于强碱性物质，腐蚀性强、总碱量高于8％、料浆的粘聚性差，导致喷射混凝土的回弹量增加，粉尘污染大，严重影响喷射混凝土施工时的安全性，且混凝土后期强度和耐久性大大降低，

为了充分利用速凝剂在喷射混凝土中的速凝优势，科研人员进行了很多研究工作。专利CN 101665336公开了以硫酸铝和铝酸钠为主要速凝成分的低碱液体速凝剂，加入醇胺和羟基羧酸，但是该类速凝剂稳定性差，利用氢氧化钠强碱溶液制备的铝酸钠溶液pH呈强碱性，对喷施施工危害大，容易烧伤皮肤，且该类速凝剂对后期强度影响大。西卡专利US2002035952A1公开了一种无碱液体速凝剂的制备方法，使用40％浓度的氢氟酸溶解硫酸铝和氢氧化铝，并加入有机胺4.5～7.5％，其中硫酸铝的含量为20～40％，氢氧化铝含量为10％。无碱液体速凝剂虽然pH在2～4之间，对施工危害小，但其掺量高，价格昂贵，不利于推广。

发明内容

本发明解决了上述液体速凝剂的应用缺陷，提供了一种环保型低回弹低碱液体速凝剂，本发明的另一目的是提供上述环保型低回弹低碱液体速凝剂的制备方法。

本发明的技术方案：一种环保型低回弹低碱液体速凝剂，其特征在于其原料组分及组分占原料总量的质量百分比分别为：改性聚合硫酸铝溶液：50％～60％；改性氟化盐：1％～5％；改性醇胺：1％～14％；分散剂：1％～3％；水：30％～42％。

优选上述的分散剂为水合硅酸镁、海泡石硅酸镁或柠檬酸铵中的一种。

优选上述的改性聚合硫酸铝溶液为：将聚合硫酸铝水溶液滴加到纳米氧化铝水溶液中，并进行超声反应得到稳定透明溶液；其中个原料的质量百分比为：聚合硫酸铝20％～35％，纳米氧化铝10％～18％；水55％～62％。

优选聚合硫酸铝中氧化铝质量百分含量为30％～35％。

优选上述的改性氟化盐由以下方法制备得到：将氟化盐溶于纳米二氧化硅分散液中，在高剪切条件下搅拌得到改性氟化盐；其中各原料的质量百分比为：纳米二氧化硅分散液70％～90％，氟化盐：10％～30％。

优选上述的氟化盐为氟化钠、氟硅酸钠或氟铝酸钠中的一种。

优选上述改性醇胺由以下方法制得：将醇胺、多乙烯多胺和交联剂混合物置于恒温水浴中反应得到改性醇胺；其中各原料的质量百分比为：醇胺40％～60％，多乙烯多胺35％～50％，交联剂3％～10％。

优选上述的醇胺为二乙醇胺、三乙醇胺或二乙醇单异丙醇胺中的一种；所述交联剂为正硅酸乙酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺或二乙三胺中的一种。

本发明还提供了上述一种环保型低回弹低碱液体速凝剂的方法，其具体步骤如下：

(1)改性聚合硫酸铝溶液的制备：将聚合硫酸铝水溶液滴加到纳米氧化铝水溶液中，并进行超声反应，滴加时间60～120min，反应温度为75～85℃，得到稳定透明溶液；其中各原料的质量百分比为：聚合硫酸铝含量为20％～35％，纳米氧化铝10％～18％；水55％～62％；

(2)改性氟化盐的制备：将氟化盐溶于纳米二氧化硅分散液中，在高剪切条件下搅拌2～3h，高速剪切应在2000S^-1～8000S^-1得到改性氟化盐；其中各原料的质量百分比为：纳米二氧化硅分散液70％～90％，氟化盐：10％～30％；

(3)改性醇胺的制备：将醇胺、多乙烯多胺和交联剂混合物置于20℃～50℃恒温水浴中反应2～3.5h得到改性醇胺；其中各原料的质量百分比为：醇胺40％～60％，多乙烯多胺35％～50％，交联剂3％～10％；

(4)将步骤(1)、(2)及(3)中制备的产品中加入分散剂，混合后在40～70℃下搅拌1～4h即得成品。

本发明还提供了上述的一种环保型低回弹低碱液体速凝剂在喷射混凝土的应用方法，其特征在于将液体速凝剂按照水泥质量的2～5％(优选2～3％)加入到拌合物中用于喷射混凝土施工。