[发明专利]一种无碱液体速凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种无碱液体速凝剂及其制备方法，涉及混凝土添加剂技术领域。其中，所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝440～460份、硫酸镁110～130份、偏铝酸钠10～13份、氟化钠1～4份、纳米二氧化硅10～15份、二乙醇胺草酸酯50～70份、三乙醇胺8～13份、水300～350份。通过对原料及其配比的设计，使制得的无碱速凝剂的氟离子浓度较低，安全环保，同时储存质量稳定、速凝效果好、混凝土早期强度和中后期强度高。

技术领域

本发明涉及混凝土添加剂技术领域，特别涉及一种无碱液体速凝剂及其制备方法。

背景技术

混凝土速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，掺入混凝土后能使混凝土在2～5min内初凝，5～10min内终凝。随着我国大规模公路网和铁路网工程建设的加速，以及矿山开采、海底隧道开挖的工程越来越多，使喷射混凝土用速凝剂的需求量越来越大。由于地下工程的环境条件复杂，喷射混凝土高性能化是现代混凝土施工与应用的发展趋势，因此对速凝剂的性能质量也提出了更高的要求。

喷射混凝土用速凝剂一般为有碱速凝剂和无碱速凝剂，无碱速凝剂中氟离子浓度一般较高，从而保证速凝效果，但目前无碱液体速凝剂中的氯离子来源为氢氟酸或氟硅酸类，氢氟酸或氟硅酸类是对身体极其有害的致癌物质，大量使用会导致生产使用过程中存在严重影响施工人员身体健康的安全隐患，且会阻挡水泥的水化，导致混凝土的早期1天强度低。目前也存在降低氟离子含量的无碱液体速凝剂，但其速凝效果较差，导致混凝土的凝结时间长，不满足标准，且混凝土28天强度有所下降。

此外，无碱液体速凝剂中硫酸铝含量较高，而硫酸铝的溶解度有限，硫酸根含量过高则铝离子在水溶液中会发生水解聚沉，极易出现结晶析出、储存质量不稳定的现象，从而影响速凝剂的正常使用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种无碱液体速凝剂及其制备方法，旨在提供一种安全环保、速凝效果好、早期和后期强度高，且储存稳定的无碱液体速凝剂。

为实现上述目的，本发明提出一种无碱液体速凝剂，所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：

硫酸铝440～460份、硫酸镁110～130份、偏铝酸钠10～13份、氟化钠1～4份、纳米二氧化硅10～15份、二乙醇胺草酸酯50～70份、三乙醇胺8～13份、水300～350份。

可选地，所述无碱液体速凝剂中，各原料的质量份数为：

硫酸铝450份、硫酸镁120份、偏铝酸钠11.25份、氟化钠2.25份、纳米二氧化硅12.75份、二乙醇胺草酸酯65份、三乙醇胺10份、水328.75份。

进一步地，本发明还提出一种如上所述的无碱液体速凝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S10、将硫酸镁溶解于水中，得到混合液；

S20、将氟化钠、偏铝酸钠、硫酸铝、三乙醇胺和纳米二氧化硅溶解于所述混合液中，得到第一溶液；

S30、将二乙醇胺草酸酯加入所述第一溶液中进行络合反应，得到无碱液体速凝剂。

可选地，步骤S10中，所述溶解的溶解温度为60～80℃。

可选地，步骤S20包括：

在60～80℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.5～1h，得到乳状混合物；

依次将氟化钠、偏铝酸钠加入所述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸铝搅拌至溶液变透明，再加入所述乳状混合物搅拌20～40min，得到第一溶液。

可选地，在步骤S30之前，还包括以下步骤：

在搅拌状态下，将草酸滴加于二乙醇胺中，得到中间溶液；