喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂及其制备方法技术

一种喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂及其制备方法，速凝剂由下述原料制成：铝酸盐母液、改性剂、醇胺、稳定剂，改性剂与铝酸盐母液的质量之比为1:1～5，醇胺的用量为改性剂与铝酸盐母液质量之和的0.5％～2.5％，稳定剂的用量为改性剂与铝酸盐母液质量之和的0.3％～2％；稳定剂为温轮胶、EDTA、黄原胶中的一种。制备方法包括如下工艺步骤：铝酸盐母液的制备、改性剂的制备、低碱液体速凝剂的制备。本发明专利技术的掺量为水泥质量的3％～6％，初凝时间为3min，终凝时间为8min，满足了JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的要求，它均一稳定，与水泥有较强的适应性，能有效降低喷射混凝土施工中的回弹量和粉尘量，它凝结时间短、后期强度损失小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土外加剂，具体涉及一种湿喷工艺混凝土用低碱液体速凝剂，属于建筑材料
，特别是一种喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂。本专利技术还涉及所述液体速凝剂的制备方法。
技术介绍
速凝剂是使水泥快速凝结硬化的外加剂，主要应用于喷射混凝土施工中。在隧道、地下矿井等工程施工中；喷射混凝土施工具有普通混凝土无可比拟的优越性，已经成为此类工程的必须措施。速凝剂的作用是加快喷射混凝土的凝结硬化，提高其早期强度，这样为快速施工奠定了基础。传统速凝剂多为粉状速凝剂，且碱性较大，对喷射混凝土后期强度损失影响很大，同时对施工人员造成一定的伤害。近年来湿喷技术的发展，扩展了喷射混凝土的使用范围。用于湿喷混凝土的液体速凝剂包括有碱速凝剂和低碱速凝剂，而常用的有碱速凝剂大多为强碱性，容易引起喷射混凝土碱骨料反应，后期强度损失一般在20％-40％，远远达不到工程要求，对于工程质量的稳定存在很大隐患。低碱液体速凝剂是指碱含量占速凝剂总质量的4％以下，现有碱性速凝剂碱含量一般在超过18％。市场上的低碱速凝剂价格昂贵，掺量大，推广应用成本很高。而且，我国现今生产的液体速凝剂性能单一，不能满足喷射混凝土各方面的要求。速凝剂的作用效果与水泥中的矿物组分及含量有着密切的关系，然而水泥的生产受到原材料、生产工艺等众多因素的影响，矿物组成差异明显。在我国，水泥中的非活性掺合料种类繁多，因此，液体速凝剂与水泥的适应性问题非常突出，严重影响其在喷射混凝土中的应用。专利技术人检索到以下专利文献：CN103819122A公开了一种喷射混凝土用低碱液态速凝剂制备方法，该低碱液态速凝剂主要由铝酸盐改性剂、碱金属铝酸盐溶液、有机高分子材料组成，包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铝；铝酸盐改性剂作用是降低碱性，增加溶液稳定性；有机高分子材料主要为增粘剂和减水剂，增粘剂能增强混凝土的粘聚性，降低喷射时回弹量，减水剂主要提高喷射混凝土后期强度。本专利技术的混凝土用高效低碱液态速凝剂，掺量一般为水泥质量的2％～4.5％，初凝时间为2min左右，终凝时间为5min左右，后期强度损失在10％以内，该低碱液态速凝剂稳定性好。CN102219423A公开了一种低碱液体速凝剂的制备方法。制备时先将氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝按比例加入到水中，在95～120℃的温度下，反应2～3h的得到铝酸盐母液；将氟化钠先溶于水中，在一定温度下再将硅酸盐加入该水溶液中，制得改性剂；最后将改性剂滴加到铝酸盐复合母液中，充分反应后，制得本专利技术的新型低碱液体速凝剂。CN102219426A公开了一种低碱液态速凝剂及其制备方法。所述的低碱液态速凝剂，以硫酸铝溶液和铝酸钠溶液中和生成氢氧化铝溶胶，再以硫酸铝在原溶液体系内与氢氧化铝溶胶聚合反应形成聚合硫酸铝，使速凝剂溶液具有较高的铝离子含量及液态稳定性；所述的低碱液态速凝剂由硫酸铝、铝酸钠及稳定剂组成；各成分的质量百分比为：硫酸铝40～60％，铝酸钠6～12％，稳定剂0～0.2％，其余部分为水。以上这些技术对于如何使液体速凝剂与水泥有较强的适应性、能有效降低喷射混凝土施工中的回弹量和粉尘量，并未给出具体的指导方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，该液体速凝剂与水泥有较强的适应性，能有效降低喷射混凝土施工中的回弹量和粉尘量，同时，它凝结时间短、后期强度损失小。为此，本专利技术还要提供所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，其技术方案在于它是由下述组分及质量配比的原料制成的：铝酸盐母液、改性剂、醇胺、稳定剂，其中，改性剂与铝酸盐母液的质量之比为1:1～5，醇胺的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的0.5％～2.5％，稳定剂的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的0.3％～2％；所述的稳定剂为温轮胶、EDTA、黄原胶中的一种。所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂的制备方法包括如下工艺步骤：①铝酸盐母液的制备：将氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化钾的组合三者之一溶于水，加热到100～120℃，再加入氢氧化铝，搅拌反应2～4小时，即得到铝酸盐母液；当原料为氢氧化钠或氢氧化钾时，氢氧化钠或氢氧化钾的用量占铝酸盐母液的质量百分比为20％～40％，余量为水，且钠离子、钾离子其中之一与铝离子摩尔比为1～1.5:1；当原料为氢氧化钠和氢氧化钾的组合时，氢氧化钠的用量占铝酸盐母液的质量百分比为5％～30％，氢氧化钾的用量占铝酸盐母液的质量百分比为5％～40％，余量为水，且钠离子、钾离子的摩尔数之和与铝离子摩尔数之比为1～1.5:1；②改性剂的制备：将甲酸钠溶于水，加热至40～50℃，然后加入氢氧化锂和碳酸锂，反应0.5～0.6小时，形成透明的溶液，即得改性剂，其中甲酸钠的用量占改性剂的质量百分比为20％～40％，氢氧化锂的用量占改性剂的质量百分比为6％～12％，碳酸锂的用量占改性剂的质量百分比为0.5％～3％，余量为水；③低碱液体速凝剂的制备：将上述铝酸盐母液加入到三口烧瓶中，开启高剪切搅拌，将改性剂进行滴定加入，温度控制在40～50℃，滴定时间为2～3小时，控制改性剂与铝酸盐母液的质量之比为1:1～5，待溶液出现胶体，加入醇胺和稳定剂，继续反应1～2小时，待混合液变成透明溶液时，即得低碱液体速凝剂。上述技术方案中，所述的醇胺为二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种。上述氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝为工业品，纯度大于95％。上述步骤①中，当原料为氢氧化钠或氢氧化钾时，钠离子、钾离子其中之一与铝离子摩尔比可以为1.2～1.4:1；当原料为氢氧化钠和氢氧化钾的组合时，钠离子、钾离子的摩尔数之和与铝离子摩尔数之比可以为1.2～1.4:1。步骤③中改性剂滴定的温度可以控制在45～50℃之间。所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂可以是优选下述组分及质量配比的原料制成的：铝酸盐母液、改性剂、醇胺、稳定剂，其中，改性剂与铝酸盐母液的质量之比为1:4.5，铝酸盐母液的质量份数为100份，改性剂的质量份数为22.2份，醇胺的质量份数为1.22份，稳定剂的质量份数为0.61份，醇胺的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的1.0％，稳定剂的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的0.5％，所述的醇胺为三乙醇胺，所述的稳定剂为EDTA。其制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，其特征在于它是由下述组分及质量配比的原料制成的：铝酸盐母液、改性剂、醇胺、稳定剂，其中，改性剂与铝酸盐母液的质量之比为1:1～5，醇胺的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的0.5％～2.5％，稳定剂的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的0.3％～2％；所述的稳定剂为温轮胶、EDTA、黄原胶中的一种；所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂的制备方法包括如下工艺步骤：①铝酸盐母液的制备：将氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化钾的组合三者之一溶于水，加热到100～120℃，再加入氢氧化铝，搅拌反应2～4小时，即得到铝酸盐母液；当原料为氢氧化钠或氢氧化钾时，氢氧化钠或氢氧化钾的用量占铝酸盐母液的质量百分比为20％～40％，余量为水，且钠离子、钾离子其中之一与铝离子摩尔比为1～1.5:1；当原料为氢氧化钠和氢氧化钾的组合时，氢氧化钠的用量占铝酸盐母液的质量百分比为5％～30％，氢氧化钾的用量占铝酸盐母液的质量百分比为5％～40％，余量为水，且钠离子、钾离子的摩尔数之和与铝离子摩尔数之比为1～1.5:1；②改性剂的制备：将甲酸钠溶于水，加热至40～50℃，然后加入氢氧化锂和碳酸锂，反应0.5～0.6小时，形成透明的溶液，即得改性剂，其中甲酸钠的用量占改性剂的质量百分比为20％～40％，氢氧化锂的用量占改性剂的质量百分比为6％～12％，碳酸锂的用量占改性剂的质量百分比为0.5％～3％，余量为水；③低碱液体速凝剂的制备：将上述铝酸盐母液加入到三口烧瓶中，开启高剪切搅拌，将改性剂进行滴定加入，温度控制在40～50℃，滴定时间为2～3小时，控制改性剂与铝酸盐母液的质量之比为1:1～5，待溶液出现胶体，加入醇胺和稳定剂，继续反应1～2小时，待混合液变成透明溶液时，即得低碱液体速凝剂。...

【技术特征摘要】
1.一种喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，其特征在于它是由下述
组分及质量配比的原料制成的：
铝酸盐母液、改性剂、醇胺、稳定剂，其中，改性剂与铝酸盐母液的
质量之比为1:1～5，醇胺的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的
0.5％～2.5％，稳定剂的用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的
0.3％～2％；
所述的稳定剂为温轮胶、EDTA、黄原胶中的一种；
所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂的制备方法包括如下工艺
步骤：
①铝酸盐母液的制备：将氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化钾
的组合三者之一溶于水，加热到100～120℃，再加入氢氧化铝，搅拌反应
2～4小时，即得到铝酸盐母液；当原料为氢氧化钠或氢氧化钾时，氢氧化
钠或氢氧化钾的用量占铝酸盐母液的质量百分比为20％～40％，余量为水，
且钠离子、钾离子其中之一与铝离子摩尔比为1～1.5:1；当原料为氢氧化钠
和氢氧化钾的组合时，氢氧化钠的用量占铝酸盐母液的质量百分比为
5％～30％，氢氧化钾的用量占铝酸盐母液的质量百分比为5％～40％，余量为
水，且钠离子、钾离子的摩尔数之和与铝离子摩尔数之比为1～1.5:1；
②改性剂的制备：将甲酸钠溶于水，加热至40～50℃，然后加入氢氧
化锂和碳酸锂，反应0.5～0.6小时，形成透明的溶液，即得改性剂，其中甲
酸钠的用量占改性剂的质量百分比为20％～40％，氢氧化锂的用量占改性剂
的质量百分比为6％～12％，碳酸锂的用量占改性剂的质量百分比为
0.5％～3％，余量为水；
③低碱液体速凝剂的制备：将上述铝酸盐母液加入到三口烧瓶中，开
启高剪切搅拌，将改性剂进行滴定加入，温度控制在40～50℃，滴定时间
为2～3小时，控制改性剂与铝酸盐母液的质量之比为1:1～5，待溶液出现胶

\t体，加入醇胺和稳定剂，继续反应1～2小时，待混合液变成透明溶液时，
即得低碱液体速凝剂。
2.根据权利要求1所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，其特
征在于上述醇胺为二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种。
3.根据权利要求1所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，其特
征在于上述氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝为工业品，纯度大于95％。
4.根据权利要求1所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，其特
征在于上述步骤①中，当原料为氢氧化钠或氢氧化钾时，钠离子、钾离子
其中之一与铝离子摩尔比为1.2～1.4:1；当原料为氢氧化钠和氢氧化钾的组
合时，钠离子、钾离子的摩尔数之和与铝离子摩尔数之比为1.2～1.4:1。
5.根据权利要求1所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂，其特
征在于它是由下述组分及质量配比的原料制成的：
铝酸盐母液、改性剂、醇胺、稳定剂，其中，改性剂与铝酸盐母液的
质量之比为1:4.5，铝酸盐母液的质量份数为100份，改性剂的质量份数为
22.2份，醇胺的质量份数为1.22份，稳定剂的质量份数为0.61份，醇胺的
用量为改性剂与铝酸盐母液两者质量之和的1.0％，稳定剂的用量为改性剂
与铝酸盐母液两者质量之和的0.5％，所述的醇胺为三乙醇胺，所述的稳定
剂为EDTA；
所述的喷射混凝土用低回弹低碱液体速凝剂的制备方法包括如下工艺
步骤：①铝酸盐母液的制备：制取质量份数为100份的铝酸盐母液，以下
各原料的份数为质量份数，将30份氢氧化钾溶于40份水，加热到100℃，
再加入30份氢氧化铝，搅拌反应3小时，即得到铝酸盐母液；氢氧化钾的
用量占铝酸盐母液的质量百分比为30％，且钾离子与铝离子摩尔比为1.4:1；
②改性剂的制备：制取质量份数为100份的改性剂，以下各原料的份数为
质量份数，将25份甲酸钠溶于63份水，加热至50℃，然后加入10份氢
氧化锂和2份碳酸锂，反应0.5小时，形成透明的溶液，即得改性剂，其
中甲酸钠的用量占改性剂的质量百分比为25％，氢氧化锂的用量占改性剂
的质量百分比为10％，碳酸锂的用量占改性剂的质量百...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锦宇，王进春，康静，沈太林，杨晓锋，刘翠芬，
申请(专利权)人：刘翠芬，
类型：发明
国别省市：河北;13