一种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无碱液体速凝剂及其制备方法，涉及混凝土外加剂技术领域，其技术方案要点是一种无碱液体速凝剂，以重量份数计，包括如下组分：聚合硫酸铝45‑55份、有机酸3‑5份、无机酸0.5‑1份、稳定剂2‑4份、早强剂1‑2份、增稠剂1‑2份以及水40‑50份。本发明专利技术通过聚合硫酸铝与有机酸、无机酸以及稳定剂的配合，使制得的速凝剂具有低掺量、速凝效果好以及强度损失低的优点。

A non alkali liquid accelerator and its preparation method

The invention discloses an alkali free liquid accelerator and a preparation method thereof, which relates to the technical field of concrete admixtures. The key point of the technical scheme is an alkali free liquid accelerator, which comprises the following components by weight: 45 \u2011 55 parts of polyaluminium sulfate, 3 \u2011 5 parts of organic acid, 0.5 \u2011 1 part of inorganic acid, 2 \u2011 4 parts of stabilizer, 1 \u2011 2 parts of early strength agent, 1 \u2011 2 parts of thickener and 40 \u2011 50 parts of water \u3002 Through the coordination of polyaluminium sulfate, organic acid, inorganic acid and stabilizer, the prepared accelerator has the advantages of low dosage, good quick setting effect and low strength loss.

【技术实现步骤摘要】
一种无碱液体速凝剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土外加剂
，更具体的说，它涉及一种无碱液体速凝剂及其制备方法。
技术介绍
速凝剂是指掺入混凝土中能使其迅速凝结硬化的外加剂，按照其形态可以分为固体和液体，液体速凝剂主要应用于喷射混凝土和喷射砂浆中，常用的液体速凝剂包括以硅酸钠、铝酸钠为主的碱性液体速凝剂和无碱液体速凝剂；由于碱性速凝剂的含碱量高，不仅影响施工工人的身体健康，而且添加碱性速凝剂后，混凝土的后期强度以及抗渗耐久性能也会明显下降，因此施工更加安全以及对混凝土后期强度影响更小的无碱液体速凝剂得到了越来越广泛的关注。目前无碱液体速凝剂的主要成分为硫酸铝，其对水泥具有很好的速凝效果；现有技术中，申请号为201210495755.4的专利申请文件，公开了一种液体无碱无氯速凝剂及其制备、使用方法，其制备原料包括以下组份中的一种或多种：硫酸铝，硫酸镁，醇胺，早强剂，增效剂，水。所述硫酸铝为可商购的工业级水合硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O，固含量51％-52％。硫酸镁为固含量48％-49％的MgSO4·7H2O。所述醇胺为：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇中的一种或多种。所述早强剂为硫酸钙、甲酸钙或亚硝酸钙，中的一种或多种。所述增效剂为氟硅酸镁和/或氟化镁。但是由于铝盐溶解度的限制，配制的饱和溶液固含量低，所以满足凝结时间要求需要的铝盐溶液掺量较大，传统的无碱液体速凝剂的掺量一般为8-14％，但是大量引入的硫酸根离子会使得水化产物中的钙矾石含量增加，而钙矾石的形成会产生膨胀应力，容易引起混凝土开裂，降低混凝土的性能；并且由于铝离子在水中以发生水解，使制得的速凝剂稳定性降低，同样制约着其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种无碱液体速凝剂，其通过聚合硫酸铝与有机酸、无机酸以及稳定剂的配合，使制得的速凝剂具有低掺量、速凝效果好以及强度损失低的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无碱液体速凝剂，以重量份数计，包括如下组分：聚合硫酸铝45-55份、有机酸3-5份、无机酸0.5-1份、稳定剂2-4份、早强剂1-2份、增稠剂1-2份以及水40-50份。通过采用上述技术方案，本专利技术制备的速凝剂以聚合硫酸铝为主要原料，相较于硫酸铝溶液，其固含量高且性能更加稳定，由其制得的速凝剂具有很好的速凝效果，可以减少其掺量便能达到预期效果，从而减少硫酸根离子的引入，降低其对混凝土后期强度的破坏；采用聚合硫酸铝与有机酸、无机酸以及稳定剂配合后，可以限制铝离子的水解，有利于提高速凝剂的稳定性。进一步地，所述聚合硫酸铝采用如下方法制备：①将无水硫酸铝溶解于水中，保温至40-50℃，配制成硫酸铝为20wt％的硫酸铝溶液；向20wt％的硫酸铝溶液中滴加NH3为10wt％的氨水，保温搅拌，调节pH为6.5-6.7为滴定终点，得到氢氧化铝胶体溶液；将制得的氢氧化铝胶体溶液用蒸馏水洗涤后，将其置于70-80℃的温度下，干燥6-8h，得到干燥的氢氧化铝胶体；将干燥的氢氧化铝胶体研磨后，得到细度为100-400目的氢氧化铝胶体粉末；②以重量份数计，取30份步骤①中的20wt％的硫酸铝溶液，将其升温至70-80℃后，向其中加入3-5份碱式乳酸铝，搅拌均匀加入10-20份氢氧化铝胶体粉末，保温搅拌1-2h后得到聚合硫酸铝。通过采用上述技术方案，向硫酸铝溶液中加入碱式乳酸铝后，可以向体系中引入有机酸，在氢氧化铝胶体粉末与硫酸铝溶液反应聚合为聚合硫酸铝时，由于有机酸对铝离子具有络合作用，以限制铝离子的水解，有利于提高聚合硫酸铝的稳定性；通过聚合硫酸铝与有机酸以及稳定剂的配合，可以进一步抑制聚合硫酸铝的分解；将制得的聚合硫酸铝与有机酸以及稳定剂配合后，使得速凝剂具有很好的速凝效果，可以降低速凝剂的掺量，降低硫酸根离子对混凝土后期强度的破坏。进一步地，所述有机酸由重量比为1:1的甲基丙烯酸和二乙烯三胺五亚甲基膦酸混合而成。通过采用上述技术方案，二乙烯三胺五亚甲基膦酸的络合常数大，将二乙烯三胺五亚甲基膦酸与甲基丙烯酸配合，具有很好的络合增溶效果，可以增强其对铝离子的络合能力，限制了铝离子的水解，使其参与水化反应生产钙矾石的速率减慢，从而提高速凝剂的稳定性。进一步地，所述无机酸为磷酸、氢氟酸、氟硅酸中的一种或它们的复合。通过采用上述技术方案，由磷酸、氢氟酸、氟硅酸与有机酸以及稳定剂的配合，使得速凝剂可以在长时间保持稳定剂，具有很好的储存性能。进一步地，所述稳定剂为三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或它们的复合。通过采用上述技术方案，三乙醇胺、二乙醇胺以及三异丙醇胺可以提高络合物的稳定性，从而提高速凝剂的稳定性。进一步地，所述早强剂为甲酸钙。通过采用上述技术方案，甲酸钙的加入使得速凝剂在提高混凝土凝结速度的同时，也可以提高混凝土的早期强度。进一步地，所述增稠剂由重量比为3:1的聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠混合而成。通过采用上述技术方案，聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠具有很好分散性以及悬浮性，有助于提高速凝剂的加工性能。本专利技术的目的之二在于提供一种无碱液体速凝剂的制备方法。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无碱液体速凝剂的制备方法，包括如下步骤：以重量份数计，取聚合硫酸铝45-55份，向其中加入40-50份水，升温至55-65℃后，加入有机酸3-5份以及无机酸0.5-1份，以1000-2000r/min的速度搅拌20-30min后，加入稳定剂2-4份、早强剂1-2份以及增稠剂1-2份，升温至70-80℃后，以1500-2000r/min的速度搅拌30-50min后，得到无碱液体速凝剂。综上所述，本专利技术相比于现有技术具有以下有益效果：1.本专利技术制备的速凝剂以聚合硫酸铝为主要原料，相较于硫酸铝溶液，其固含量高且性能更加稳定，由其制得的速凝剂具有很好的速凝效果，可以减少其掺量便能达到预期效果，从而减少硫酸根离子的引入，降低其对混凝土后期强度的破坏；采用聚合硫酸铝与有机酸、无机酸以及稳定剂配合后，可以限制铝离子的水解，有利于提高速凝剂的稳定性；2.向硫酸铝溶液中加入碱式乳酸铝后，可以向体系中引入有机酸，在氢氧化铝胶体粉末与硫酸铝溶液反应聚合为聚合硫酸铝时，由于有机酸对铝离子具有络合作用，以限制铝离子的水解，有利于提高聚合硫酸铝的稳定性；通过聚合硫酸铝与有机酸以及稳定剂的配合，可以进一步抑制聚合硫酸铝的分解；将制得的聚合硫酸铝与有机酸以及稳定剂配合后，使得速凝剂具有很好的速凝效果，可以降低速凝剂的掺量，降低硫酸根离子对混凝土后期强度的破坏；3.二乙烯三胺五亚甲基膦酸的络合常数大，将二乙烯三胺五亚甲基膦酸与甲基丙烯酸配合，具有很好的络合增溶效果，可以增强其对铝离子的络合能力，限制了铝离子的水解，使其参与水化反应生产钙矾石的速率减慢，从而提高速凝剂的稳定性。具体实施方式以下对本专利技术作进一步详细说明。聚合硫酸铝的制备例<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无碱液体速凝剂，其特征在于：以重量份数计，包括如下组分：聚合硫酸铝45-55份、有机酸3-5份、无机酸0.5-1份、稳定剂2-4份、早强剂1-2份、增稠剂1-2份以及水40-50份。/n

【技术特征摘要】
1.一种无碱液体速凝剂，其特征在于：以重量份数计，包括如下组分：聚合硫酸铝45-55份、有机酸3-5份、无机酸0.5-1份、稳定剂2-4份、早强剂1-2份、增稠剂1-2份以及水40-50份。


2.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于：所述聚合硫酸铝采用如下方法制备：①将无水硫酸铝溶解于水中，保温至40-50℃，配制成硫酸铝为20wt%的硫酸铝溶液；向20wt%的硫酸铝溶液中滴加NH3为10wt%的氨水，保温搅拌，调节pH为6.5-6.7为滴定终点，得到氢氧化铝胶体溶液；将制得的氢氧化铝胶体溶液用蒸馏水洗涤后，将其置于70-80℃的温度下，干燥6-8h，得到干燥的氢氧化铝胶体；将干燥的氢氧化铝胶体研磨后，得到细度为100-400目的氢氧化铝胶体粉末；
②以重量份数计，取30份步骤①中的20wt%的硫酸铝溶液，将其升温至70-80℃后，向其中加入3-5份碱式乳酸铝，搅拌均匀加入10-20份氢氧化铝胶体粉末，保温搅拌1-2h后得到聚合硫酸铝。


3.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂，其特征在于：所述有机酸由重量比为1:1的甲基丙烯酸和二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小清，孙治平，
申请(专利权)人：重庆腾治科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50