[发明专利]一种喷射混凝土用无碱液体速凝剂及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土外加剂技术领域，公开了一种喷射混凝土用无碱液体速凝剂及其制备方法。所述无碱液体速凝剂包括如下质量百分含量的组分：硫酸铝25％～40％，硫酸镁0％～15％，端氨基超支化聚合物0.5％～5％，多元醇2％～8％，稳定剂0.2％～2％，水余量。本发明采用N,N－亚甲基双丙烯酰胺和二乙烯三胺反应制备的端氨基超支化聚合物与多元醇的混合体系作为铝相材料的稳定体系，在显著提高母液存储稳定性的同时，能够明显地缩短凝结时间，特别是终凝时间的改善更为明显，并可进一步提升混凝土的早期强度。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种喷射混凝土用无碱液体速凝剂及其制备方法。

背景技术

喷射混凝土是指借助一定压缩空气将按比例混合的新拌混凝土从喷嘴口喷出，并在喷口处与液体速凝剂混合后喷射到受喷面或修补结构面。其中核心材料速凝剂的出现能显著缩短喷射混凝土的凝结硬化时间，实现隧道、水电站等地下工程的初期支护。

传统速凝剂的主要成分为铝氧熟料、碳酸盐、硅酸钠等无机盐，这种速凝剂虽然可以基本满足工程上对凝结时间和早期强度的要求，但是这种速凝剂呈强碱性，强碱的存在很易引起碱集料反应，使混凝土结构发生破坏，后期强度损失一般在30％～40％，不能完全达到施工工程要求，同时速凝剂碱性太强，对施工人员的身体健康造成一定的威胁，对人体的皮肤有强烈的腐蚀伤害作用。因此目前速凝剂产品的主流研发思路为低碱或无碱液体速凝剂。

目前的液体无碱速凝剂主要以硫酸铝为主要成分。但是，硫酸铝作为一种主要的絮凝剂，浓度较高时不能稳定存在，因此需要结合其他组分解决稳定性问题，并且兼顾速凝剂的性能。专利CN107857501A公开了一种含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂及其制备方法。其组分原料和质量百分比配比为硫酸铝35％～50％、硫酸镁3％～15％、氟化钠0～15％、有机胺类物质0.125％～0.5％、增稠剂1％～5％、稳定剂1％～5％、余量为水，且各组分之和为100％；所述有机胺类物质为三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、以及四羟乙基乙二胺中的任一种。该发明采用含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂，可显著提高水泥混凝土的早期强度，同时还能降低后期强损失；有机胺类物质的早强作用是能促进水泥中C3A的水化，加快钙矾石的生成从而提高混凝土早期强度；且有机胺类物质分子中因有N原子，它有一对未共用电子，易于与金属离子形成较为稳定的络合物，有助于水化产物的扩散及均匀分散较为，因而有利于后期强度的保持。但该专利需加入较高量的增稠剂如聚丙烯酰胺等及稳定剂如羟基羧酸等以稳定体系，体积黏度较大，不利于与物料的混合及铝相材料促凝功能的发挥。专利CN108793811A公开了一种耐久性增强型无碱液体速凝剂的制备方法。通过将马来酸酐和尿素酰化制得酰化产物，再与丙烯酰胺和丙烯酸进行共聚制得悬浮稳定剂，将其用于制备无碱液体速凝剂的合成。通过引入马来酸酐和尿素酰化制得具有酰胺结构的悬浮稳定剂，改善了液体速凝剂的凝聚性，有效的抑制了沉淀的产生，大大提高了母液存储的稳定性，稳定性能够达到15个月以上；而且酰胺结构和尿素可以促进早期强度的发展，从而提升混凝土的早期强度。但该专利制备工艺复杂，制备成本较高。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种喷射混凝土用无碱液体速凝剂。本发明采用N,N－亚甲基双丙烯酰胺和二乙烯三胺反应制备的端氨基超支化聚合物与多元醇的混合体系作为铝相材料的稳定体系，可显著提高母液存储稳定性的同时，还可进一步提升混凝土的早期强度。

本发明的另一目的在于提供上述喷射混凝土用无碱液体速凝剂的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种喷射混凝土用无碱液体速凝剂，包括如下质量百分含量的组分：

进一步地，所述端氨基超支化聚合物由N,N－亚甲基双丙烯酰胺和二乙烯三胺反应制备得到。

进一步地，所述多元醇为二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、山梨醇、季戊四醇、甘油、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的至少一种。