一种无碱粉状速凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无碱粉状速凝剂，由按质量百分比为硫酸铝：40～50％，氢氧化铝：8～15%，氢氟酸：25～33％，水玻璃：0.5～5％，氟化镁：10～15％，稳定剂：0.5～2％和余部三乙醇胺组成；本发明专利技术提出的无碱粉状速凝剂生产原料易得，所用设备无特殊要求，制备方法操作简单，相对于液态速凝剂产品具有掺用量少，凝固时间短、抗压强度大，方便在低温地区存储、运输、应用，混凝土的含水量易于管控。

A kind of alkali-free powder accelerator and its preparation method

The present invention discloses an alkali-free powder accelerator, which is composed of aluminium sulfate: 40-50%, aluminium hydroxide: 8-15%, hydrofluoric acid: 25-33%, sodium silicate: 0.5-5%, magnesium fluoride: 10-15%, stabilizer: 0.5-2% and triethanolamine; the raw material for producing the alkali-free powder accelerator is easy to obtain, the equipment used has no special requirements, and the preparation prescription. Compared with the liquid accelerator product, the method has the advantages of less dosage, shorter solidification time, higher compressive strength, convenient storage, transportation and application in low temperature area, and easy to control the moisture content of concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种无碱粉状速凝剂及其制备方法
本专利技术属于湿法喷射混凝土
，涉及一种湿法喷射混凝土用粉状无碱速凝剂，尤其涉及一种应用于隧道湿喷混凝土中的无碱粉状速凝剂及其制备方法。
技术介绍
速凝剂是一种掺人混凝土中能使混凝土迅速硬化的外加剂，粉状速凝剂为粉状固体，一般在水泥添加用量的3％-6％即可是水泥迅速硬化，大大缩短缩短混凝土由液态变为固态所需时间，时间为1小时即可产生强度，以达到使混凝土快速凝结、抗压的目的。近年来，干喷工艺粉尘较大，对人体安全造成威胁，常采用湿法喷射混凝土工艺逐步取代传统的干喷工艺，配合该施工工艺使用的速凝剂为液态速凝剂，液态速凝剂分为碱性、无碱性，碱性液态速凝剂容易对人体造成伤害，喷射的混凝土后期强度明、抗渗等效果不好；目前无碱性液态速凝剂较多，专利号为CN102219425专利技术专利公开了一种无碱液态速凝剂及其制备方法，该专利技术方案主要采用硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃和水制成，由于水分的存在，在低温地区存放、使用过程中存在较大的风险，而且低温地区湿法喷射混凝土，外加无碱液态速凝剂加大了混凝土的湿度，同时对混凝土水分含量难以管控，使得低温环境下喷射的混凝土凝固时间变长，若要加快凝固时间，则需要加大速凝剂的比例，混凝土中速凝剂的比例过大则会影响混凝土继而造成后期强度明、抗渗等性能，对速凝剂本身也是一种浪费。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术中的不足，提供一种用于湿法喷射混凝土的无碱粉状速凝剂及其制备方法，该无碱粉状速凝剂将原本以硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃和水等组成的液态速凝剂去水加入并加入氟化镁、三乙醇胺制成无碱粉状速凝剂，及保持了原来无碱液态速凝剂最大程度的引入铝离子，以及减少对喷射混凝土早期强度的影响，同时在低温地区存储、运输、应用带来了便利，解决了使用液态速凝剂使得低温环境下喷射的混凝土凝固时间变长，混凝土中速凝剂的比例过大则会影响混凝土继而造成后期强度明、抗渗等性能，以及速凝剂的浪费等问题。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种无碱粉状速凝剂，由硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃、氟化镁、三乙醇胺以及稳定剂组成；稳定剂由羧酸类、酰胺类有机物单掺或复配制得；各组分的质量百分比为：硫酸铝：40～50％，氢氧化铝：8～15%，氢氟酸：25～33％，水玻璃：0.5～5％，氟化镁：10～15％，稳定剂：0.5～2％，其余部分为三乙醇胺。进一步的，所述的硫酸铝的优选用量为45～50％。进一步的，所述的氢氧化铝的优选用量为8～10％。进一步的，所述的水玻璃的优选用量为1.5～2.5％。进一步的，所述的稳定剂为羧酸类、酰胺类有机物单惨或复配制得，可以选用甲酸、乙酸、丙烯酸、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺的一种或两种混合制备，主要目的是使制备的速凝剂在长期存放下不出现结晶沉淀；本专利技术中优选用量为0.5～1％。本专利技术制备方法简便，制备过程简单。具体制备方法如下：第一步：称取氢氟酸，置于塑料容器中，将氢氧化铝缓慢加入氢氟酸中，待反应完成后，收集反应后的氟化铝溶液于容器中；第二步：将硫酸铝加入第一步所得溶液中，搅拌使硫酸铝溶解；第三步：将第一步制得的氟化铝溶液与第二步制得溶液混合、搅拌，并缓慢加入水玻璃溶液、稳定剂、氟化镁，继续加三乙醇胺搅拌直至成均匀的糊状；第四步：烘干、粉化即得本专利技术所述的无碱粉状速凝剂。本专利技术的具体应用方法是：采用湿喷施工时，粉状速凝剂输送管路内径大于32mm，通过高压气体使粉状速凝剂输送至喷头混合室，高压压气与粉状速凝剂混合体的压力控制在0.15—0.2Mpa，此压力要远高于混凝土料流压力。混凝土料流、粉状速凝剂2股料流在喷头混合室产生混合，采用压缩空气输送的混凝土料流是稀薄流状态，速凝剂料流是含粉状颗粒的气体混合物(粉状颗粒浓度500～1000g／m)，混合效果与使用液体速凝剂时的混合效果是等同的。其中，用量为水泥质量的2～5％，优选用量为3～4％。本专利技术的优点：1.本专利技术提出的无碱粉状速凝剂生产原料易得，所用设备无特殊要求，操作简单，相对于液态速凝剂产品具有掺用量少（为水泥质量的2～4%）；方面在低温地区存储、运输、应用，混凝土的含水量易于管控。2.按照GB/T35159—2017的实验条件，本专利技术在较低的掺量下（3～4％）可使普通水泥在2分钟内初凝，4分钟内终凝；3.按照GB/T35159—2017的实验条件，本专利技术可使水泥砂浆的1d强度达到8MPa以上，28d抗压强度比大于90％。具体实施方式一种无碱粉状速凝剂，所用质量百分比如表1所示。表1制备实施例质量百分比本专利技术无碱粉状速凝剂的制备过程：结合实施例1的组分及配比的质量百分比：第一步：称取氢氟酸300克，置于塑料容器中，将80克氢氧化铝缓慢加入氢氟酸中，待反应完成后，收集反应后的氟化铝溶液于容器中；第二步：将450克硫酸铝加入水中，搅拌使硫酸铝溶解；第三步：将第一步制得的氟化铝溶液与第二步制得溶液混合、搅拌，并缓慢加入重量为15克的水玻璃溶液和0.5克丙烯酸、氟化镁100克，加入三乙醇胺搅拌直至成均匀的糊状；第四步：烘干、粉化即得本专利技术所述的无碱粉状速凝剂。实施例2、3、4、5的制备过程同实施例1（组分的质量百分比不同）应用实施例按照GB/T35159—2017喷射混凝土用速凝剂》的要求进行水泥净浆凝结时间和水泥砂浆抗压强度的试验。其中无碱粉状速凝剂用量按照水泥重量的百分比计算。水泥净浆凝结时间测试：水泥400g；水140g;水泥砂浆抗压强度测试：水泥900g；标准砂1350g；水450g;速凝剂掺量为水泥重量的4％加入到水泥浆体中。实验结果如表2所示。表2试验结果本专利技术提供的液体速凝剂在4％掺量下能使水泥净浆的凝结时间满足初凝时间小于3分钟、终凝时间小于6分钟的要求，砂浆1d抗压强度大于8MPa，28d抗压强度比大于90％，达到速凝剂一等品要求，并且具有非常好的水泥适应性，能够使不同类型的水泥满足喷射混凝土的施工要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无碱粉状速凝剂，其特征在于：由硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃、氟化镁、三乙醇胺以及稳定剂组成；稳定剂由羧酸类、酰胺类有机物单掺或复配制得；各组分的质量百分比为：硫酸铝：40～50％，氢氧化铝：8～15%，氢氟酸：25～33％，水玻璃：0.5～5％，氟化镁：10～15％，稳定剂：0.5～2％，其余为三乙醇胺。

【技术特征摘要】
1.一种无碱粉状速凝剂，其特征在于：由硫酸铝、氢氧化铝、氢氟酸、水玻璃、氟化镁、三乙醇胺以及稳定剂组成；稳定剂由羧酸类、酰胺类有机物单掺或复配制得；各组分的质量百分比为：硫酸铝：40～50％，氢氧化铝：8～15%，氢氟酸：25～33％，水玻璃：0.5～5％，氟化镁：10～15％，稳定剂：0.5～2％，其余为三乙醇胺。2.根据权利要求1所述的一种无碱粉状速凝剂，其特征在于：所述的硫酸铝的优选用量为45～50％。3.根据权利要求1所述的一种无碱粉状速凝剂，其特征在于：所述的氢氧化铝的优选用量为8～10％。4.根据权利要求1所述的一种无碱粉状速凝剂，其特征在于：所述的水玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江涛，
申请(专利权)人：张江涛，
类型：发明
国别省市：山西,14