一种喷射混凝土施工用速凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种喷射混凝土施工用速凝剂及其制备方法，涉及混凝土附加剂技术领域，由以下重量份数的原料制成：多聚谷氨酸35‑45份、聚乙二醇单甲醚20‑25份、超细硅灰石粉15‑20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5‑10份、阳离子聚丙烯酰胺5‑10份、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1‑5份、微晶纤维素1‑5份、沥青乳化剂0.5‑2份、氢化蓖麻油0.5‑2份。本发明专利技术所制速凝剂属于固态无碱型速凝剂，固态的存在形式避免液态速凝剂存在的存放时间过长后易析出沉淀从而影响速凝效果的问题，无碱型的存在形式避免使用含碱速凝剂存在的碱集料反应以及腐蚀钢筋的隐患。

A rapid coagulant for shotcrete construction and its preparation method

The invention discloses a spray accelerator and its preparation method for concrete construction, concrete additive relates to the technical field, made from the following raw materials in parts by weight: 35 poly glutamic acid 45, polyethylene glycol 20 25 copies, 20 copies of the 15 superfine wollastonite powder, three trimethylolpropane acrylate three 5 10 copies, 10 copies, 5 cationic polyacrylamide trihydroxymethylenepropane three three glycidyl ether 1 5 copies, 5 copies, 1 microcrystalline cellulose asphalt emulsifier 0.5 2 copies, 2 copies of 0.5 hydrogenated castor oil. The accelerator belongs to solid alkali free accelerator, solid form to avoid the precipitation speed thus affecting the coagulation effect problems the existence of liquid accelerator after long time storage, alkali free form avoid alkali aggregate reaction in the presence of alkali accelerator use and hidden corrosion of steel.

【技术实现步骤摘要】
一种喷射混凝土施工用速凝剂及其制备方法
：本专利技术涉及混凝土附加剂
，具体涉及一种喷射混凝土施工用速凝剂及其制备方法。
技术介绍
：喷射混凝土，是用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土的施工法，常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。喷射混凝土是将预先配好的水泥、砂、石子、水和一定数量的外加剂，装入喷射机，利用高压空气将其送到喷头和速凝剂混合后，以很高的速度喷向岩石或混凝土的表面而形成。目前，速凝剂通常为含碱速凝剂，其中铝酸盐速凝剂在湿混喷射混凝土工程中应用效果相对较好，比无碱速凝剂促进凝结时间更短。常用的含碱速凝剂主要成分为偏铝酸钠，属于过饱和溶液，稳定性差，在低温环境或者存放时间过长后易析出沉淀，不利于低温环境下的施工以及速凝剂的存放。此外，含碱速凝剂存在的碱性物质会与混凝土集料中某些活性矿物(活性氧化硅、活性氧化铝等)发生化学反应，生成膨胀物质(或吸水膨胀物质)而引起混凝土产生内部自膨胀应力而开裂的现象，从而降低混凝土的耐久性。
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速凝效果显著、稳定性好且避免碱集料反应以及腐蚀钢筋隐患的喷射混凝土施工用速凝剂及其制备方法。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种喷射混凝土施工用速凝剂，由以下重量份数的原料制成：多聚谷氨酸35-45份、聚乙二醇单甲醚20-25份、超细硅灰石粉15-20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5-10份、阳离子聚丙烯酰胺5-10份、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1-5份、微晶纤维素1-5份、沥青乳化剂0.5-2份、氢化蓖麻油0.5-2份。所述多聚谷氨酸选自土壤级多聚谷氨酸。所述聚乙二醇单甲醚选自聚乙二醇单甲醚750。所述超细硅灰石粉的平均粒径在15-20μm。所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量在800-1200万，阳离子浓度在10-70％。所述沥青乳化剂选自沥青乳化剂BH-Z1或沥青乳化剂BH-Z2。一种喷射混凝土施工用速凝剂的制备方法，包括以下步骤：(1)搅拌下向土壤级多聚谷氨酸中加水直至完全溶解，滴加2-5wt％稀硫酸溶液调节pH值至3-4，再加入聚乙二醇单甲醚750，补加水直至聚乙二醇单甲醚750完全溶解，然后加热至回流状态保温搅拌2-5h，所得混合物经减压浓缩成固含量45-55％的膏体，并以5℃/min的冷却速度降温至0-5℃保温搅拌15-30min，最后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得多聚谷氨酸/聚乙二醇单甲醚；(2)将多聚谷氨酸/聚乙二醇单甲醚加热至115-125℃保温搅拌5-10min，并加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，再在115-125℃下继续保温搅拌15-30min，自然冷却至室温，即得改性多聚谷氨酸/聚乙二醇单甲醚；(3)向阳离子聚丙烯酰胺中加入沥青乳化剂，并加热至115-125℃保温搅拌10-15min，再加入氢化蓖麻油，继续在115-125℃下保温搅拌10-15min，即得助剂；(4)向改性多聚谷氨酸/聚乙二醇单甲醚中加入超细硅灰石粉、微晶纤维素和助剂，充分混合后经真空压缩成块，并转入-10℃环境中密封静置3-5h，最后经超微粉碎机制成微粉，即得速凝剂。所述超细硅灰石粉经过改性处理，其具体改性方法为：将超细硅灰石粉置于130-140℃烘箱中干燥5-8h，经自然冷却至室温，并分散于3-5倍重量份的水中，再加入甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基丙烯酸镁和过硫酸钾，充分混合后利用微波处理器微波回流处理5min，间隔5min后继续微波回流处理5min，间隔5min后再次微波回流处理5min，如此反复，控制微波回流处理总时间在30-45min，所得混合物于65-75℃下搅拌至水分挥干，最后利用超微粉碎机制成微粉，即得改性硅灰石粉。所述超细硅灰石粉、甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基丙烯酸镁和过硫酸钾的重量比为10-15∶1-5∶1-5∶0.01-0.05。所述微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、输出功率700W。上述所制速凝剂在使用时先采用预混装置与水泥拌合，所述预混装置包括由进料室和混料室组成的混合罐以及罐体支撑台，所述进料室与混料室之间水平设有过料筛网，进料室顶部设有袋装水泥进料口和早强减水剂进料口，进料室侧壁设有一个排渣气缸和两个相对称的切袋气缸，切袋气缸的导杆垂直穿入进料室中且前端设有相匹配的半环形切袋刀片，排渣气缸的导杆垂直穿入进料室中且前端设有与过料筛网垂直贴合的排渣板，排渣板正对的进料室侧壁上设有排渣门，所述混料室中水平设有由电机驱动旋转的螺旋混料叶片，混料室底部设有出料口，混料室上侧外壁对称设有振动电机、下侧外壁对称设有与罐体支撑台垂直连接的振动弹簧。所述切袋刀片闭合后形成的圆环内径小于袋装水泥的横向直径。所述袋装水泥进料口上垂直设有一对进料限位板，两个进料限位板之间形成卡合袋装水泥的限位空间。所述混料室内壁设有多个朝向螺旋混料叶片的喷雾加湿嘴。所述罐体支撑台上垂直设有套在振动弹簧内部的弹簧限位柱。所述进料室与混料室连接处设有安装过料筛网的筛网置台。本专利技术的工作原理：使用时，先关闭出料口，打开袋装水泥进料口和振动电机开关，利用起吊设备将袋装水泥垂直卡在限位空间中且袋装水泥底部伸入进料室中，然后打开切袋气缸工作开关，利用切袋刀片将袋装水泥的包装袋切开，流出的水泥在振动电机作用下通过过料筛网进入混料室，待袋中中水泥完全流出后利用起吊设备将水泥包装袋提起并送至指定位置，切袋刀片往复运动以逐一对后续利用起吊设备送入进料室中的袋装水泥进行切袋放料；并打开排渣气缸工作开关，利用排渣板和排渣门将切割下的水泥包装袋和未过筛的水泥渣排出进料室；再打开电机工作开关和减水剂进料口向进料室加入减水剂，电机驱动螺旋混料叶片旋转以将减水剂均匀分散于水泥中，并通过喷雾加湿嘴对混合物料进行加湿，以减少混料室内部粉尘压力同时促进减水剂在水泥中的进一步均匀分散；混料结束后打开出料口，将混合好的水泥与减水剂混合料排出。本专利技术的有益效果是：(1)甲基丙烯酸羟乙酯与二甲基丙烯酸镁经化学交联反应在硅灰石粉表面及其颗粒内部结构中形成丙烯酸树脂，在增强硅灰石粉使用性能的同时提高硅灰石粉与速凝剂其余制备原料以及水泥的共混相容性；(2)多聚谷氨酸与聚乙二醇单甲醚经酯化反应与改性处理后制得改性多聚谷氨酸/聚乙二醇单甲醚，所制改性多聚谷氨酸/聚乙二醇单甲醚作为速凝剂主料，发挥显著的速凝效果；(3)所制速凝剂在其掺量为水泥用量的2％时即可显现优异的速凝效果，加速水泥的水化硬化，使初凝时间在1-5min，终凝时间在5-10min；并且在短时间内能使混凝土形成足够的强度，从而适用于喷射混凝土的施工，同时适用于2-5℃的低温施工环境；(4)所制速凝剂属于固态无碱型速凝剂，固态的存在形式避免液态速凝剂存在的存放时间过长后易析出沉淀从而影响速凝效果的问题，无碱型的存在形式避免使用含碱速凝剂存在的碱集料反应以及腐蚀钢筋的隐患，从而保证混凝土工程的耐久性；(5)通过该装置的结构设置，实现水泥与减水剂的自动化混料，节省人力的同时提高混料均匀度，使减水剂均匀分散于水泥中；并减轻水泥切袋过程中所产生粉尘对工作环境的污染，同时实现水泥的过筛，防止结块水泥在混料过程中发生团聚现象从而影响减水剂的均匀分散；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷射混凝土施工用速凝剂，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：多聚谷氨酸35‑45份、聚乙二醇单甲醚20‑25份、超细硅灰石粉15‑20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5‑10份、阳离子聚丙烯酰胺5‑10份、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1‑5份、微晶纤维素1‑5份、沥青乳化剂0.5‑2份、氢化蓖麻油0.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种喷射混凝土施工用速凝剂，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：多聚谷氨酸35-45份、聚乙二醇单甲醚20-25份、超细硅灰石粉15-20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5-10份、阳离子聚丙烯酰胺5-10份、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1-5份、微晶纤维素1-5份、沥青乳化剂0.5-2份、氢化蓖麻油0.5-2份。2.根据权利要求1所述的喷射混凝土施工用速凝剂，其特征在于：所述多聚谷氨酸选自土壤级多聚谷氨酸。3.根据权利要求1所述的喷射混凝土施工用速凝剂，其特征在于：所述聚乙二醇单甲醚选自聚乙二醇单甲醚750。4.根据权利要求1所述的喷射混凝土施工用速凝剂，其特征在于：所述超细硅灰石粉的平均粒径在15-20μm。5.根据权利要求1所述的喷射混凝土施工用速凝剂，其特征在于：所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量在800-1200万，阳离子浓度在10-70％。6.根据权利要求1所述的喷射混凝土施工用速凝剂，其特征在于：所述沥青乳化剂选自沥青乳化剂BH-Z1或沥青乳化剂BH-Z2。7.一种如权利要求1所述的喷射混凝土施工用速凝剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)搅拌下向...

【专利技术属性】
技术研发人员：马多浩，
申请(专利权)人：马多浩，
类型：发明
国别省市：安徽,34