[发明专利]一种聚合磷酸铝系列无氯无硫液体无碱速凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合磷酸铝系列无氯无硫液体无碱速凝剂及其制备方法，涉及无碱速凝剂技术领域。该无碱速凝剂组成成份，按质量百分比计为：磷酸50～60％、矾土10～15％、氟硅酸镁5～10％、氢氧化镁2～4％、二乙醇胺2～4％、缩合剂2～6％、水补齐至100％。本发明速凝剂主要应用在喷射混凝土中，其用量为胶凝材料用量的5～7％。该速凝剂稳定性好，在室温和低温(5℃)下放置3个月，无分层、沉淀析晶现象，使用效果无变化；因其无碱金属离子，无氯离子，无硫酸根离子，减少了对混凝土中钢筋的腐蚀以及碱骨料反应，提高了喷射混凝土的耐久性能，在缩合剂的配伍反应下，28天抗压强度比均大于100％，可满足JC477‑2005中一等品的要求。

技术领域

本发明涉及无碱速凝剂技术领域，尤其是一种聚合磷酸铝系列无氯无硫液体无碱速凝剂及其制备方法。

背景技术

速凝剂是掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂,是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂,加速水泥的水化硬化,在很短的时间内形成足够的强度,以保证特殊施工的要求，主要用于隧道、矿山或者加固项目的喷射混凝土。

目前国内主流的速凝剂主要是有碱液体速凝剂和少数施工项目开始应用无碱液体速凝剂。有碱液体速凝剂一般为氢氧化铝和氢氧化钠复合而成的溶液，其技术成熟，凝结效果较好，但其碱含量高，使得混凝土后期强度保留值较低，对混凝土的耐久性能极为不利，并且随着国家对环保的不断重视，氢氧化钠的价格也不断上涨，其成本也越来越高。

随着技术的发展,目前无碱液体速凝剂是发展趋势,一般为硫酸铝和酸复合而成的溶液或悬浮液,其碱含量一般为小于1％,由于无碱液体速凝剂中不含氯离子、碱金属离子较少,从而不会锈蚀钢筋、混凝土后期强度保留值较高。

但目前无碱速凝剂的技术不够成熟，许多无碱速液体凝剂存在掺量大和匀质性差等问题。并且此类无碱速凝剂大量使用硫酸铝，虽然速凝剂中硫酸根离子对混凝土的侵蚀未见报道，但速凝剂中硫酸根离子对混凝土的耐久性能可能存在隐患。

中国专利CN100540498C公开了一种用于喷射混凝土的低碱液体速凝剂，制得的低碱液体速凝剂由碱金属铝酸盐和稀释剂按1：(1～6)的比例混合而成；其中碱金属铝酸盐由氢氧化铝、碱金属氢氧化物和水组成；稀释剂由氢氟酸、金属氢氧化物和水按重量比例组成；稀释剂或由氟硅酸、金属氢氧化物和水按比例组成；稀释剂或由链烷醇胺、有机酸或无机酸和水按重量比例组成，该发明用于喷射混凝土的低碱液体速凝剂，但其碱含量在3％～6％之间，且含有Na、K等碱金属离子,仍会对钢筋有一定锈蚀作用及碱骨料反应，混凝土后期强度保留值较低。

所以，研究一种不含氯离子、硫酸根离子、碱金属离子的新型无碱液体速凝剂是本领域技术人员一直所期望的，该无碱液体速凝剂因无强酸根及碱金属离子的侵蚀作用,从而不会锈蚀钢筋、减少碱骨料反应、混凝土后期强度保留值较高，耐久性能较好。通过添加一些促凝、早强、络合组分来解决无碱速液体凝剂存在早期强度低、掺量大、匀质性差等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种聚合磷酸铝系列无氯无硫液体无碱速凝剂及其制备方法，该速凝剂不会锈蚀钢筋、减少碱骨料反应、混凝土后期强度保留值较高，耐久性能较好，解决了无碱速凝剂存在的早期强度低、掺量大、匀质性差等问题。

本发明通过以下技术方案得以实现：

一种聚合磷酸铝系列无氯无硫液体无碱速凝剂，其组分包括：磷酸、矾土、氟硅酸镁、氢氧化镁、二乙醇胺、缩合剂和水。

进一步地，一种聚合磷酸铝系列无氯无硫液体无碱速凝剂，所述配方组份质量百分比为：磷酸50～60％、矾土10～15％、氟硅酸镁5～10％、氢氧化镁2～4％、二乙醇胺2～4％、缩合剂2～6％、水补齐至100％。

所述缩合剂为尿素、三聚氰胺中的一种或两种。

所述磷酸是工业级磷酸，磷酸含量≥85％。