一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂，其特征是：由硫酸铝35%～50%、氟化钠1～8%、硫酸钠0～2%、有机胺0.2%～0.5%、余量为水，且各组分之和为100%的组分原料和质量百分比配比组成；制备方法是：将硫酸铝和硫酸钠磨成均匀细粉，过筛，将细粉溶于水中，搅拌下加热至50～90℃，加入氟化钠，将有机胺加入，搅拌30～60min，即制得利用有机胺调凝的无碱速凝剂。本发明专利技术利用有机胺调凝的无碱速凝剂中无碱、凝结时间可调性好、回弹量低、早期强度高、成本适中，能广泛用于隧道工程及井巷工程等施工使用，可大批量工业化生产，实用性强。

Alkali free accelerating agent using organic amine as coagulant and preparation method thereof

The invention discloses an alkali free accelerator with organic amine coagulation, which is characterized by 35% to 50% aluminum sulfate, 1 to 8% sodium fluoride, 0 to 2% sodium sulphate, 0.2% to 0.5% of organic amines, and waste amount as water, and the proportion of ingredients and mass percentages of each component is 100%, and the preparation method is to wear aluminum sulfate and sodium sulfate. It is homogeneous and fine powder, sifting, dissolving fine powder in water, heating to 50~90 centigrade, adding sodium fluoride, adding organic amine and stirring 30 ~ 60min, that is, no alkali coagulant is prepared by using organic amines. The present invention has no alkali, good setting time, low rebound, high early strength and moderate cost, and can be widely used in construction of tunnel engineering and well roadway engineering, and it can be industrialized in large quantities and has strong practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂及其制备方法
本专利技术属于混凝土的外加剂，涉及一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂及其制备方法。本专利技术利用有机胺调凝的无碱速凝剂特别适用作喷射混凝土中的速凝剂，可广泛适用于隧道工程及井巷工程等施工使用。
技术介绍
喷射混凝土施工成型条件好，具有很多普通模板浇铸混凝土无法比拟的优点。尤其是近年来湿拌喷射混凝土技术的发展，大大扩展了喷射混凝土的工程使用范围，喷射混凝土常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其它结构的衬里以及钢结构的保护层等。速凝剂是喷射混凝土重要的组分材料，能显著缩短混凝土浆体的凝结硬化时间，增加一次喷层厚度，缩短两次喷覆间的时间间隔，提高喷射混凝土早期强度从而及时提供支付抗力；初凝时间、终凝时间、1d强度、28d强度保持率等是喷射混凝土重要的关注指标。现有技术中，传统速凝剂的主要成分为铝氧熟料、碳酸盐、硅酸钠等无机盐，这种速凝剂虽然可以基本满足工程上对凝结时间和早期强度的要求，但是这种速凝剂呈强碱性，后期强度损失大，同时速凝剂碱性太强对施工人员的皮肤有强烈的腐蚀伤害作用，且强碱的存在很易引起碱集料反应对混凝土耐久性不利。因此，为了满足我国高质量的喷射混凝土施工工程要求，无碱液体速凝剂的开发应用迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂及其制备方法。采用本专利技术，提供一种无碱、凝结时间可调性好、早期强度高、后期强度保存率高、成本适中，能广泛适用于隧道工程及井巷工程等施工使用，可进行大批量工业化生产，实用性强的新型无碱速凝剂。本专利技术的内容是：一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂，其特征是：由硫酸铝35％～50％、氟化钠1～8％、硫酸钠0～2％、有机胺0.2％～0.5％、余量为水，且各组分之和为100％的组分原料和质量百分比配比组成；所述有机胺为二乙醇胺或三乙醇胺，在所述掺量范围内可明显缩短混凝土初、终凝时间，有效提高混凝土早期强度，同时还能降低后期强损失。所述硫酸铝可以采用工业级，含结晶水的产品按纯硫酸铝(即不含结晶水的硫酸铝)计算重量。所述氟化钠可以为工业级，使用时氟化钠与水泥中的三价铁离子形成稳定络合物，以缩短混凝土凝结时间。本专利技术的内容中：所述利用有机胺调凝的无碱速凝剂较好的由硫酸铝38％～46％、氟化钠1～4％、硫酸钠0～1％、有机胺0.3％～0.5％、余量为水，且各组分之和为100％的组分原料和质量百分比配比组成。本专利技术的内容中：所述硫酸钠的质量百分比较好的为0.1～1％。本专利技术的另一内容是：一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂的制备方法，其特征是步骤为：a、配料：按硫酸铝35％～50％、氟化钠1～8％、硫酸钠0～2％、有机胺0.2％～0.5％、余量为水，且各组分之和为100％的组分原料和质量百分比配比取各组分原料，备用；所述有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺中的任一种；b、磨粉过筛：将硫酸铝和硫酸钠(研)磨成均匀细粉，过200目筛，将过200目筛的硫酸铝和硫酸钠细粉备用；c、混合搅拌：将硫酸铝和硫酸钠细粉溶于水中，(快速)搅拌下加热至温度为50～90℃，通过加热来缩短溶解时间，在搅拌的同时加入氟化钠，也可待硫酸铝和硫酸钠细粉完全溶解后加入氟化钠，搅拌形成溶液(均匀稳定的体系)；d、制成利用有机胺调凝的无碱速凝剂：将有机胺加入到步骤c所述溶液中，(快速)搅拌30～60min，冷却至室温，即制得利用有机胺调凝的无碱速凝剂。本专利技术的另一内容中：步骤a所述配料较好的为：按硫酸铝38％～46％、氟化钠1～4％、硫酸钠0～1％、有机胺0.3％～0.5％、余量为水，且各组分之和为100％的组分原料和质量百分比配比取各组分原料，备用。本专利技术的另一内容中：步骤a中所述硫酸钠的质量百分比较好的为0.1～1％。本专利技术的另一内容中：步骤c中所述温度较好的为65～85℃。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果：(1)采用本专利技术利用有机胺调凝的无碱速凝剂，在较低掺量(水泥质量的5％～7％)下，初凝时间在2min～3min、终凝时间在5min～8min，能满足GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》检测标准一等品的技术要求，性能良好；(2)本专利技术利用有机胺调凝的无碱速凝剂中含有有机胺，可显著提高水泥混凝土的早期强度，同时还能降低后期强损失；有机胺对沉淀在水泥颗粒上的氢氧化钙和钙矾石有溶解作用，因而水泥与水的反应不致延缓，且呈现加速作用；有机胺的早强作用是能促进水泥中C3A的水化，水化铝酸钙迅速生成加快水泥浆体凝结，连接点搭接成网络提高混凝土早期强度；有机胺与水化产物共同结晶，生成针状晶体有利于网络搭接交织从而快速凝结；有机胺分子中因有N原子，它有一对未共用电子，易于与金属离子形成较为稳定的络合物，有助于水化产物的扩散及均匀分散较为，因而有利于后期强度的保持；(3)本专利技术利用有机胺调凝的无碱速凝剂中的碱含量小于1％，满足无碱液体速凝剂的技术要求，使用时可降低喷射混凝土发生碱集料反应导致的膨胀开裂的可能性，从而有助于提高混凝土的耐久性，并降低速凝剂对人体的伤害；(4)本专利技术产品制备工艺简单，工序简便，容易操作；采用本专利技术含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂，无碱、凝结时间可调性好、回弹量低、后期强度保存率高、成本适中，能广泛适用于隧道工程及井巷工程等施工使用，可进行大批量工业化生产，实用性强。具体实施方式下面给出的实施例拟对本专利技术作进一步说明，但不能理解为是对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本专利技术的内容对本专利技术作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1：一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂，由硫酸铝45g、硫酸钠2g、去离子水47.7g、氟化钠5g、以及三乙醇胺0.3g的组分原料组成；其制备方法是：在配备有搅拌、冷凝、加热装置的500ml三口或四口烧瓶内加入研磨好的硫酸铝45g，硫酸钠2g以及去离子水47.7g，升温至65℃，边加热边搅拌溶解，同时加入氟化钠5g，搅拌形成均匀稳定的体系，然后加入三乙醇胺0.3g，快速搅拌30～60min，冷却至室温，即得利用有机胺调凝的无碱速凝剂(以下简称无碱液体速凝剂)。速凝剂掺量6％时的主要性能指标，净浆：初凝时间为2.40min、终凝时间为7.40min；砂浆：1d抗压强度11.6MPa、28d抗压强度比为101.3％。实施例2：一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂，由硫酸铝42g、硫酸钠1.5g、去离子水50.1g、氟化钠6g、以及二乙醇胺0.4g的组分原料组成；其制备方法是：在配备有搅拌、冷凝、加热装置的500ml三口或四口烧瓶内加入研磨好的硫酸铝42g，硫酸钠1.5g以及去离子水50.1g，升温至80℃，边加热边搅拌溶解，同时加入氟化钠6g，形成均匀稳定的体系，然后加入二乙醇胺0.4g，快速搅拌30～60min，冷却至室温，即得无碱液体速凝剂。速凝剂掺量6％时的主要性能指标，净浆：初凝时间为2.24min、终凝时间为8.26min；砂浆：1d抗压强度10.2MPa、28d抗压强度比为102.7％。实施例3：一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂，由硫酸铝43g、硫酸钠2g、去离子水51.75g、氟化钠3g、以及三乙醇胺0.25g的组分原料组成；其制备方法是：在配备有搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂，其特征是：由硫酸铝35%～50%、氟化钠1～8%、硫酸钠0～2%、有机胺0.2%～0.5%、余量为水，且各组分之和为100%的组分原料和质量百分比配比组成；所述有机胺为二乙醇胺或三乙醇胺。

【技术特征摘要】
1.一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂，其特征是：由硫酸铝35%～50%、氟化钠1～8%、硫酸钠0～2%、有机胺0.2%～0.5%、余量为水，且各组分之和为100%的组分原料和质量百分比配比组成；所述有机胺为二乙醇胺或三乙醇胺。2.按权利要求1所述利用有机胺调凝的无碱速凝剂，其特征是：由硫酸铝38%～46%、氟化钠1～4%、硫酸钠0～1%、有机胺0.3%～0.5%、余量为水，且各组分之和为100%的组分原料和质量百分比配比组成。3.按权利要求1或2所述利用有机胺调凝的无碱速凝剂，其特征是：所述硫酸钠的质量百分比为0.1～1%。4.一种利用有机胺调凝的无碱速凝剂的制备方法，其特征是步骤为：a、配料：按硫酸铝35%～50%、氟化钠1～8%、硫酸钠0～2%、有机胺0.2%～0.5%、余量为水，且各组分之和为100%的组分原料和质量百分比配比取各组分原料，备用；所述有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺中的任一种；b、磨粉过筛：将硫酸铝和硫酸钠磨成均匀细粉，过200目筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌荣，李浩，
申请(专利权)人：绵阳市安州区荣盛建材有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51