喷射混凝土用低回弹液体速凝剂及其制备方法技术

一种喷射混凝土用低回弹液体速凝剂及其制备方法，速凝剂是由下述组分及质量百分比的原料制成的：氢氧化钠20％～40％，氢氧化铝25％～40％，增效剂3％～10％，促凝剂0.5％～2％，黏度调节剂0.003％～0.02％，其余为水；增效剂为硅酸钠，促凝剂为醇胺类物质，黏度调节剂为重铬酸钾或者亚硝酸钠。制备方法包括如下工艺步骤：将氢氧化钠与增效剂一起加入反应釜，加入水，开启搅拌机和加热器；待达到设定温度后保温，加入氢氧化铝，保温反应；加入黏度调节剂，搅拌，升温，保温反应，然后停止加热，自然冷却；待温度冷却，加入促凝剂，冷却至室温即制得速凝剂。本发明专利技术的速凝剂凝结时间短，回弹率低，黏度适中，沉淀少，水泥适应性好，它制备简单、实用、节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土外加剂，特别是一种喷射混凝土用低回弹液体速凝剂，属于建筑材料
，所制得的速凝剂适用于湿法喷射混凝土，应用于矿山、隧道等地下工程建设的喷射混凝土的施工中。本专利技术还涉及所述喷射混凝土用低回弹液体速凝剂的制备方法。
技术介绍
速凝剂分为粉体和液体两种，其中粉体速凝剂，施工作业环境差，对工人身体伤害大，干喷工艺不易于控制。因此，其现在逐步被液体速凝剂取代。液体速凝剂主要包括碱性液体速凝剂和无碱液体速凝剂。无碱液体速凝剂的主要组分为硫铝酸盐及防水解的有机物或者无机稳定剂，市场价格较为昂贵、掺量较大(6％～10％)，1d强度较低，因而影响其广泛使用，例如CN1407954A公开了一种混凝土速凝剂的制备方法及用该方法制备的速凝剂,为一种用于喷射混凝土的非碱性速凝剂，其制备是通过将硫酸铝溶于水，并将无定形氢氧化铝溶于可选地含有胺的水中，并可选地添加至少一种选自羟基羧酸和磷酸以及其非碱性盐的稳定剂，和至少一种消泡剂。具体是将硫酸铝和无定形氢氧化铝溶于含有胺的水中，添加一种非碱性盐的稳定剂合成的无碱液体速凝剂对波特兰水泥的掺量为7％。传统的铝酸盐液体速凝剂体系组分较单一，主要通过促进水泥中的铝酸盐矿物的水化使水泥快速凝结。对于矿物掺合料较多的水泥，当铝酸三钙含量相对较低，其促凝效果难以满足相关的要求，因此表现为水泥适应性差，限制其大规模的应用。如美国专利US4046584公开了一种液体速凝剂，是铝酸盐复合速凝剂，虽然改善了容易沉淀的现象，但其水泥适应性较差，其中还添加了共聚物进对其改性，凝剂的成本增高，不利于控制成本。目前速凝剂对于水泥适应性差，国内研究人员主要集中在加入硅酸盐和碳酸盐复合改性上，例如CN101659527 A公开了一种改性铝酸盐低碱液体速凝剂，采用如下步骤制备而成：1)改性剂的制备：该改性剂由以下原材料按重量比例制备而成：硅酸盐，10～40％；碳酸盐，5～20％；其余为水；2)碱金属铝酸盐溶液的制备该碱金属铝酸盐溶液由下列原材料比例制备而成：碱金属氢氧化物，20～35％；氢氧化铝，30～45％；其余为水；3)速凝剂的调配将步骤1)制得的改性剂以滴加的方式加入到步骤2)制得的碱金属铝酸盐溶液，并进行剪切搅拌；改性剂与铝酸盐溶液的质量比例为：1∶5.5～1∶7；滴加时需加入水，使形成的凝胶溶解，水的加入量为改性剂重量的3.4～6倍。其制备工艺步骤较为繁琐，当然控制工艺要求也就相对复杂。但是在加入硅酸钠的情况下，黏度都会提高且有沉淀的析出，这不利于控制喷射施工，降低黏度是有必要的，这也是研究人员应该关注的问题之一。专利技术人还检索到以下相关专利文献：CN102219423 A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；将氟化钠先溶解于水中，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。CN105152573A公开了一种洁净无味液体速凝剂及其制备方法，包括以下原料组成：氢氧化钠30-40份，氢氧化铝30-40份，碳酸钠20-30份、碳酸钾20-30份，硅酸钠25-35份，石灰石15-25份、氢氟酸25-35份、甘油15-25份、甲基纤维素15-25份、水80-100份、速凝粉50-60份。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。CN104193212A公开了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。CN103241974A公开了一种无碱液态混凝土速凝剂的配制方法，是以五水偏硅酸钠、水、硫酸铝、矾泥、硫铝酸钙、喷射混凝土粘稠剂为原料，通过在特定温度下掺混的办法来制备无碱液态混凝土速凝剂。CN103241975A公开了一种九水偏硅酸钠液态混凝土速凝剂的配制方法，是以九水偏硅酸钠、水、硫酸铝、亚硝酸钠、重铬酸钾、三乙醇胺为原料，通过在特定温度下掺混的办法来制备混凝土速凝剂。以上这些技术对于如何使喷射混凝土用的速凝剂凝结时间短、回弹率低、黏度适中、沉淀少、水泥适应性好，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液体速凝剂，该速凝剂凝结时间短，回弹率低，黏度适中，沉淀少，水泥适应性好，它制备简单、实用、节能。为此，本专利技术还要提供所述的喷射混凝土用低回弹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液体速凝剂，其技术方案在于它是由下述组分及质量分数的原料制成的：氢氧化钠20％～40％，氢氧化铝25％～40％，增效剂3％～10％，促凝剂0.5％～2％，黏度调节剂0.003％～0.02％，余量为水；上述各组分的质量百分比之和为100％；所述的增效剂为硅酸钠，所述的促凝剂为醇胺类物质，所述的黏度调节剂为重铬酸钾或者亚硝酸钠。上述技术方案中，所述的作为促凝剂的醇胺类物质最好为二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙烯三胺中的一种。上述技术方案中，所述的喷射混凝土用低回弹液体速凝剂优选方案为：氢氧化钠28.1％，氢氧化铝33.21％，增效剂3.0％，促凝剂即三乙醇胺0.685％，黏度调节剂即重铬酸钾0.005％，水35％；上述各组分的质量百分比之和为100％。所述的喷射混凝土用低回弹液体速凝剂另一优选方案为：氢氧化钠26.7％，氢氧化铝31.55％，增效剂6％，促凝剂即三乙醇胺0.74％，黏度调节剂即重铬酸钾0.01％，水35％；上述各组分的质量百分比之和为100％。所述的喷射混凝土用低回弹液体速凝剂的制备方法包括如下工艺步骤：①增效剂的溶解：按上述质量百分比将氢氧化钠与增效剂一同加入反应釜，同时缓慢均匀的加入水，开启搅拌机和加热器，搅拌速率为90～120r/min，加热至60～80℃，利用氢氧化钠溶解水过程中放热，能快速的溶解增效剂，这个过程有利于节约能源；②氢氧化铝的溶解：待步骤①达到加热温度后保温20～40分钟待其溶液均匀，加入氢氧化铝，随后加热至90～100℃，待温度稳定后，保温反应1～4小时，搅拌速率为150～300r/min；③黏度调节剂的加入：待步骤②完成后，按上述质量百分比加入黏度调节剂，同时搅拌速率为160～180r/min，升温至105～110℃，保温反应30～120分钟，然后停止加热，自然冷却；④促凝剂的加入：待温度冷却到50～80℃时，加入促凝剂即醇胺类物质，冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷射混凝土用低回弹液体速凝剂，其特征在于它是由下述组分及质量百分比的原料制成的：氢氧化钠20％～40％，氢氧化铝25％～40％，增效剂3％～10％，促凝剂0.5％～2％，黏度调节剂0.003％～0.02％，其余为水；上述各组分的质量百分比之和为100％；所述的增效剂为硅酸钠，所述的促凝剂为醇胺类物质，所述的黏度调节剂为重铬酸钾或者亚硝酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种喷射混凝土用低回弹液体速凝剂，其特征在于它是由下述组分及质量百分比的原料制成的：氢氧化钠20％～40％，氢氧化铝25％～40％，增效剂3％～10％，促凝剂0.5％～2％，黏度调节剂0.003％～0.02％，其余为水；上述各组分的质量百分比之和为100％；所述的增效剂为硅酸钠，所述的促凝剂为醇胺类物质，所述的黏度调节剂为重铬酸钾或者亚硝酸钠。2.根据权利要求1所述的喷射混凝土用低回弹液体速凝剂，其特征在于上述作为促凝剂的醇胺类物质为二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙烯三胺中的一种。3.根据权利要求1所述的喷射混凝土用低回弹液体速凝剂，其特征在于它是由下述组分及重量配比的原料制成的：氢氧化钠28.1％，氢氧化铝33.21％，增效剂3.0％，促凝剂即三乙醇胺0.685％，黏度调节剂即重铬酸钾0.005％，水35％；上述各组分的质量百分比之和为100％。4.根据权利要求1所述的喷射混凝土用低回弹液体速凝剂，其特征在于它是由下述组分及重量配比的原料制成的：氢氧化钠26.7％，氢氧化铝31.55...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁勇，刘昭洋，刘欢，王锦宇，王进春，倪涛，刘旭飞，刘江涛，
申请(专利权)人：石家庄市长安育才建材有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13