一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂及其制备方法，属于建筑材料领域。该速凝剂包括以下重量百分比的原料：硫酸铝：20～40%，氟化镁：1～3%，氢氟酸：10～15%，氟化钠：5～15%，水玻璃：0.3～3%，三乙醇胺：0.1～1.0%，聚丙烯酰胺：0.1～1.0%，其余为水，各组分总重量满足100％；所得速凝剂为淡绿色的粘稠液体，密度为1.35g/cm3～1.45g/cm3，pH值为3.5～4.0，固含量为40％～50％。本发明专利技术所用原料来源广泛，价格低廉，生产中所用设备均为常温常压设备，投资成本小，生产过程简单，具有良好的普遍推广性，适合大批量工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂及其制备方法，属于建筑材料领域。
技术介绍
国内喷射砼施工过程中，碱性速凝剂的使用仍然占有极大的比重。传统碱性速凝剂对混凝土后期强度有极其不利的影响，会使混凝土后期强度损失最多可达50%。部分碱性速凝剂中还含有氯离子，对钢筋结构有腐蚀作用。碱性速凝剂在施工过程中通过溅射以及直接接触等渠道对施工工人造成很大伤害，存在极大的施工安全隐患。但是由于成本低、掺量小、凝结时间快等原因，仍然在市场中占据主导地位。近年来，随着施工要求的提高以及相关领域技术的进步，部分低碱速凝剂开始取代碱性速凝剂，相比之下，低碱速凝剂使混凝土后期强度损失程度减小，对环境以及人员的危害也降低了，但是仍然没有从根本上解决含碱速凝剂的缺点，低碱速凝剂使用过程中，混凝土后期强度损失依然可达15%~20%，液体低碱速凝剂对施工人员裸露部位有较大伤害，粉剂速凝剂存在扬尘问题等。无法满足部分高质量要求的工程项目，也与社会发展背景下的环保主题背道而驰。为了满足高质量的喷射混凝土施工工程要求，对无碱液体速凝剂的研究迫在眉睫。高质量的混凝土施工不仅要满足混凝土本身的要求，在施工过程中更加要保护施工人员的身体健康。对于无碱液体速凝剂的研制，我国已经开展相关的科研工作，但可供工业化生产、性能优异的成型产品并不多见。相关产品主要掌握在一些著名的跨国性的混凝土外加剂生产厂家，但由于单价昂贵，目前在我国的使用并不多见。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂及其制备方法。本专利技术提供了一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂，包括以下重量百分比的原料：硫酸铝：20～40%，氟化镁：1～3%，氢氟酸：10～15%，氟化钠：5～15%，水玻璃：0.3～3%，三乙醇胺：0.1～1.0%，聚丙烯酰胺：0.1～1.0%，其余为水，各组分总重量满足100％；所得速凝剂为淡绿色的粘稠液体，密度为1.35g/cm3～1.45g/cm3，pH值为3.5～4.0，固含量为40％～50％。进一步地，所述硫酸铝为Al2O3含量≥16%的工业级硫酸铝；所述氟化镁为纯度≥99%的工业级氟化镁；所述氢氟酸为HF含量≥40%的工业级氢氟酸水溶液；所述氟化钠为纯度≥98%的工业级氟化钠；所述水玻璃为模数2.4～2.6、波美度38.4～48.3的硅酸钠水溶液；所述三乙醇胺为纯度≥85%的工业级三乙醇胺；所述聚丙烯酰胺为纯度≥98%、粒径80目的工业级聚丙烯酰胺。本专利技术提供了所述用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂的制备方法，包括以下步骤：（1）称取硫酸铝、氟化镁，研磨机研磨15min后，过300目筛；（2）称取氢氟酸，加水溶解后，加入研磨好的硫酸铝、氟化镁，常温下搅拌机以1000转/分的搅拌速度快速搅拌15min，直至完全溶解；（3）将氟化钠加入步骤（2）搅拌后的溶液中，以300转/分的速度搅拌至完全溶解；（4）称取三乙醇胺，加入步骤（3）搅拌后的溶液中，以100转/分的速度搅拌5min；（5）在步骤（4）搅拌完毕的体系中加入聚丙烯酰胺，完全溶解后静置30min；（6）最后加入水玻璃，低速搅拌（100转/分）至均匀状态，得淡绿色粘稠溶液即为最终产品：无碱液体速凝剂。上述制备方法在耐酸腐蚀的容器(玻璃、陶瓷或不锈钢等)中进行。本专利技术中所采用的硫酸铝、氟化镁、氟化钠为主要速凝成分，通过改变水泥颗粒表面的ζ电位，影响石膏的缓凝效果，从而显著缩短水泥的凝结时间，特别是水泥的初凝时间。氟化钠能促进水泥内部水化物结构的形成，可以提高混凝土的剪切强度、混凝土的抗渗性以及混凝土与钢筋的粘结力，试验表明氟化钠对水泥的终凝时间有显著的缩短作用。三乙醇胺的功能在于在一定程度上缩短水泥的凝结时间并大幅度地提高混凝土早期强度，特别是1d抗压强度可提高20％～40％，聚丙烯酰胺是一种有机增粘组分，常用于水下不分散混凝土的配制，将其按一定比例加入速凝剂中可改善混凝土的粘聚性，提高一次喷射层的厚度并提高混凝土与基体间的粘结强度，降低喷射过程中的回弹损失，节约材料。本专利技术的有益效果：本专利技术主要用于混凝土湿喷，施工过程中无扬尘，对施工人员呼吸道无危害，施工环境也比传统粉体速凝剂更具环保性，该速凝剂成分无毒无腐蚀，即使溅射到施工人员裸露肢体上，也不会造成危害，为安全生产提供了保障；本专利技术适用性广泛，可用于各种高质量要求的工程项目，对水泥适应性较好，凝结时间在合适的施工要求范围，并且混凝土后期强度无损失，可有效提高混凝土附着性，施工过程回落损失小，提高了施工效率，降低了施工成本，加快了工程推进速度；本专利技术所用原料均为现代工业生产中使用极其广泛的原料，来源广泛，价格低廉，生产中所用设备均为常温常压设备，投资成本小，生产过程简单，具有良好的普遍推广性，适合大批量工业化生产。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术，但不局限于以下实施例。实施例1：本实施例提供了一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂：按硫酸铝25％、氟化镁1%、氢氟酸10%、氟化钠5％、三乙醇胺0.1％、聚丙烯酰胺0.1％、水玻璃0.3%、水58.5％的重量百分比配制而成。所述硫酸铝为Al2O3含量≥16%的工业级硫酸铝；所述氟化镁为纯度≥99%的工业级氟化镁；所述氢氟酸为HF含量≥40%的工业级氢氟酸水溶液；所述氟化钠为纯度≥98%的工业级氟化钠；所述水玻璃为模数2.4～2.6、波美度38.4～48.3的硅酸钠水溶液；所述三乙醇胺为纯度≥85%的工业级三乙醇胺；所述聚丙烯酰胺为纯度≥98%、粒径80目的工业级聚丙烯酰胺。制备方法为：（1）称取硫酸铝、氟化镁，研磨机磨碎后，过300目筛；（2）称取氢氟酸，加水溶解后，加入研磨好的硫酸铝、氟化镁，常温下搅拌机以1000转/分的搅拌速度快速搅拌15min，直至完全溶解；（3）将氟化钠加入步骤（2）搅拌后的溶液中，以300转/分的速度搅拌至完全溶解；（4）称取三乙醇胺，加入步骤（3）搅拌后的溶液中，以100转/分的速度搅拌5min；（5）在步骤（4）搅拌完毕的体系中加入聚丙烯酰胺，完全溶解后静置30min；（6）最后加入水玻璃，低速搅拌（100转/分）至均匀状态，得淡绿色粘稠溶液即为最终产品：无碱液体速凝剂。实施例2：本实施例提供了一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂：按硫酸铝27％、氟化镁1.5%、氢氟酸11%、氟化钠7％、三乙醇胺0.3％、聚丙烯酰胺0.3％、水玻璃0.8%、水52.1％的重量百分比配制而成。制备方法同实施例1。实施例3：本实施例提供了一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂：按硫酸铝30％、氟化镁2%、氢氟酸12%、氟化钠10％、三乙醇胺0.5％、聚丙烯酰胺0.5％、水玻璃1.5%、水43.5％的重量百分比配制而成。制备方法同实施例1。实施例4：本实施例提供了一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂：按硫酸铝35％、氟化镁2.5%、氢氟酸14%、氟化钠13％、三乙醇胺0.7％、聚丙烯酰胺0.7％、水玻璃2.3%、水31.8％的重量百分比配制而成。制备方法同实施例1。实施例5：本实施例提供了一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂：按硫酸铝40％、氟化镁3%、氢氟酸15%、氟化钠15％、三乙醇胺1.0％、聚丙烯酰胺1.0％、水玻璃3%、水22％的重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂，其特征在于包括以下重量百分比的原料：硫酸铝：20～40%，氟化镁：1～3%，氢氟酸：10～15%，氟化钠：5～15%，水玻璃：0.3～3%，三乙醇胺：0.1～1.0%，聚丙烯酰胺：0.1～1.0%，其余为水，各组分总重量满足100％；所得速凝剂为淡绿色的粘稠液体，密度为1.35g/cm3～1.45g/cm3，pH值为3.5～4.0，固含量为40％～50％。

【技术特征摘要】
1.一种用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂，其特征在于包括以下重量百分比的原料：硫酸铝：20～40%，氟化镁：1～3%，氢氟酸：10～15%，氟化钠：5～15%，水玻璃：0.3～3%，三乙醇胺：0.1～1.0%，聚丙烯酰胺：0.1～1.0%，其余为水，各组分总重量满足100％；所得速凝剂为淡绿色的粘稠液体，密度为1.35g/cm3～1.45g/cm3，pH值为3.5～4.0，固含量为40％～50％。2.根据权利要求1所述的用于喷射混凝土的无碱液体速凝剂，其特征在于：所述硫酸铝为Al2O3含量≥16%的工业级硫酸铝；所述氟化镁为纯度≥99%的工业级氟化镁；所述氢氟酸为HF含量≥40%的工业级氢氟酸水溶液；所述氟化钠为纯度≥98%的工业级氟化钠；所述水玻璃为模数2.4～2.6、波美度38.4～48.3的硅酸钠水溶液；所述三乙醇胺为纯度≥85%的工业级三乙醇胺；所述聚丙烯酰胺为纯度≥98%...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓文河，牛引生，武英，袁立志，袁博，
申请(专利权)人：山西科腾环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14