[发明专利]一种硫铝酸盐水泥基速凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于海洋工程建筑行业的土层或岩石的钻进技术领域，具体提供一种海洋工程混凝土用的硫铝酸盐水泥基速凝剂及其制备方法和应用。硫铝酸盐水泥基速凝剂包括硫铝酸盐水泥熟料、氟石膏、铝酸钠、碳酸钠和硫酸铝，其中，硫铝酸盐水泥熟料、氟石膏、铝酸钠、碳酸钠和硫酸铝的质量比为(50～70)：(10～20)：(5～10)：(5～10)：(10～20)。本发明的硫铝酸盐水泥基速凝剂具有较好的速凝效果，初凝时间可短至3min，终凝时间可短至6min；且力学性能好，1d的抗压强度可高达10MPa以上，28d抗压强度比可高达90％以上。

技术领域

本发明属于海洋工程建筑行业的土层或岩石的钻进技术领域，具体涉及一种硫铝酸盐水泥基速凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，随着海洋开发、土层或岩石的钻进、石油钻井和化工、海底隧道、跨海大桥等大型海洋工程的建设，海洋工程的混凝土耐久性问题称谓各界关注的焦点。其中，海洋工程的混凝土耐久性问题的关键之一是保证混凝土具有速凝快硬的特点，在海洋工程混凝土的原材料组分中，速凝剂是实现其速凝快硬的主要组分，而且对后期的服役性能也有重要的影响。根据速凝剂的碱含量，可分为有碱速凝剂和无碱速凝剂，其中无碱速凝剂因其碱含量少，对喷射混凝土的28d抗压强度等后期性能影响较小，但其速凝快硬特点不如有碱速凝剂，生产成本高，加上掺量大，其使用成本高，因此很难推广应用；有碱速凝剂具有速凝效果好，掺量小，成本低等优点，但同时对28d抗压强度等后期性能影响较大。

因此，需要进一步研发新型海洋工程混凝土用速凝剂，使其既具有含碱量小，又具有对28d抗压强度等后期性能影响小，以及成本低等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫铝酸盐水泥基速凝剂及其制备方法和应用，旨在研发一种速凝效果好，但28d抗压强度等后期性能影响小，以及成本低等特点的海洋工程混凝土用硫铝酸盐水泥基速凝剂。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种硫铝酸盐水泥基速凝剂，所述硫铝酸盐水泥基速凝剂包括硫铝酸盐水泥熟料、氟石膏、铝酸钠、碳酸钠和硫酸铝，其中，所述硫铝酸盐水泥熟料、所述氟石膏、所述铝酸钠、所述碳酸钠和所述硫酸铝的质量比为(50～70)：(10～20)：(5～10)：(5～10)：(10～20)。

如上所述的硫铝酸盐水泥基速凝剂，作为可选实施例，所述硫铝酸盐水泥熟料符合国家标准《硫铝酸盐水泥》GB20472-2006中附录A的技术要求，且比表面积不小于450m²/kg。

如上所述的硫铝酸盐水泥基速凝剂，作为可选实施例，所述氟石膏为硫酸与氟石制取氟化氢的副产品，且比表面积不小于450m²/kg。

如上所述的硫铝酸盐水泥基速凝剂，作为可选实施例，所述铝酸钠为市售偏铝酸钠，其质量纯度在80％以上。

如上所述的硫铝酸盐水泥基速凝剂，作为可选实施例，所述碳酸钠为符合国标《工业碳酸钠》GB210-1992中一等品和/或合格品要求的工业碳酸钠。

如上所述的硫铝酸盐水泥基速凝剂，作为可选实施例，所述硫酸铝为符合化工行业标准《工业硫酸铝》HG/T 2225-2010中I类或II类硫酸铝固体粉末颗粒。

本发明还提出了一种硫铝酸盐水泥基速凝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将所述硫铝酸盐水泥基速凝剂的各原料组分按照配比分别称重计量；

将称重后的各原料组分加入至混料机中进行搅拌混合，得到硫铝酸盐水泥基速凝剂。

本发明还提出了一种硫铝酸盐水泥基速凝剂的应用，所述硫铝酸盐水泥基速凝剂应用于水泥中时，将所述硫铝酸盐水泥基速凝剂的各原料组分按照配比分别称重计量，然后将称重后的各原料组分加入至混料机中进行搅拌混合，得到硫铝酸盐水泥基速凝剂，之后将硫铝酸盐水泥基速凝剂加入至水泥中使用。