一种液体速凝剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种液体速凝剂及其制备方法。该液体速凝剂的制备原料包括：含有偏铝酸盐的溶液、硫酸铝、无机酸溶液、络合稳定剂、水，以及任选的防沉剂和酸度中和剂。本发明专利技术提供的液体低碱速凝剂在较低掺量下即具有水泥凝结硬化快、喷射混凝土早期强度发展迅速、后期强度基本无损失等优点，而且具有广泛的水泥适应性，即使对于C

【技术实现步骤摘要】
一种液体速凝剂及其制备方法和应用
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种液体速凝剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着交通隧道、矿山巷道支护、修复加固和防水堵漏等工程的大量建设，具有快速凝结硬化功能的速凝剂成为现代喷射混凝土必不可少的外加剂。目前，湿法喷射混凝土使用的液体速凝剂主要以有碱速凝剂和无碱速凝剂为主。碱性速凝剂普遍碱含量较高，强腐蚀性易对施工人员身体造成伤害，且强碱特性极易引起碱骨料反应，使混凝土的后期强度明显降低，抗渗等级下降，影响混凝土的耐久性，不利于工程的建设；与碱性速凝剂相比，无碱液体速凝剂具有腐蚀性低、后期强度高、对混凝土耐久性无不良影响、能有效降低回弹和粉尘产生等优点，然而其稳定性差、成本高、掺量高、1d抗压强度低、水泥适应差等一系列问题限制了无碱速凝剂的推广和应用。CN102219426A公开了一种低碱液态速凝剂及其制备方法。所述低碱液态速凝剂以硫酸铝溶液和铝酸钠溶液中和生成氢氧化铝溶胶，再以硫酸铝在原溶液体系内与氢氧化铝溶胶聚合反应形成聚合硫酸铝，使速凝剂溶液溶液具有较高的铝离子含量及液态稳定性；所述的低碱液态速凝剂由硫酸铝、铝酸钠以及稳定剂组成，各成分的质量百分比为：硫酸铝40～60％，铝酸钠6～12％，稳定剂0～0.2％，其余部分为水。但是该专利的低碱液态速凝剂需升温至60～80℃下反应，能耗高，且以铝酸钠溶液和硫酸铝溶液中和生成氢氧化铝溶胶容易产生凝胶聚集稠化现象，影响反应进行及溶液稳定性。因此，开发出一种稳定性好、性价比高、促凝效果好、早后期强度高的液体速凝剂具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有的上述技术问题，提供一种液体速凝剂及其制备方法和应用，该速凝剂在较低掺量下即具有水泥凝结硬化快、喷射混凝土早期强度发展迅速、后期强度基本无损失等优点，而且具有广泛的水泥适应性，即使对于C3A含量低的水泥仍能提供优良的快硬早强性能；该液体速凝剂无(低)腐蚀、长期存放性能稳定，生产过程无需加热，生产工艺简单。本专利技术第一方面提供了一种液体速凝剂，其制备原料包括：含有偏铝酸盐的溶液、硫酸铝、无机酸溶液、络合稳定剂、水，以及任选的防沉剂和酸度中和剂。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以液体速凝剂的总重量为基准，含有偏铝酸盐的溶液的用量为9-30wt％。例如9wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％、30wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以液体速凝剂的总重量为基准，硫酸铝的用量为30-60wt％。例如30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以液体速凝剂的总重量为基准，无机酸溶液的用量为10-30wt％。例如10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以液体速凝剂的总重量为基准，络合稳定剂的用量为1-5wt％。例如1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以液体速凝剂的总重量为基准，水的用量为5-50wt％。例如5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％，以及它们之间的任意值。在本专利技术中，此处的水的用量不包括含有偏铝酸盐的溶液和无机酸溶液中的水的用量。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以液体速凝剂的总重量为基准，防沉剂的用量为0-2wt％。例如0wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以液体速凝剂的总重量为基准，酸度中和剂的用量为0-5wt％。例如0wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述硫酸铝可以为分析纯硫酸铝，也可以为工业硫酸铝，且Al2O3含量≥15.6wt％。考虑到经济成本，优选为工业硫酸铝，且Al2O3含量≥15.6wt％。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述无机酸溶液的溶质为无机酸，溶剂为水。在所述无机酸溶液中，无机酸的浓度为20-50wt％。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述无机酸选自氟硅酸、氢氟酸、硫酸和磷酸中的一种或多种。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述络合稳定剂选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、柠檬酸、草酸、酒石酸、水杨酸、乳酸和EDTA中的一种或多种。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述防沉剂选自凹凸棒黏土粉、膨润土、硅藻土和水合硅酸镁中的一种或多种。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述酸度中和剂为氧化镁和/或氢氧化镁。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述含有偏铝酸盐的溶液的制备原料包括：碱、氢氧化铝和水。优选地，所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以含有偏铝酸盐的溶液的总重量为基准，碱的用量为20％-25wt％。例如20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以含有偏铝酸盐的溶液的总重量为基准，氢氧化铝的用量为25-35wt％。例如25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，以含有偏铝酸盐的溶液的总重量为基准，水的用量为40-55wt％。例如40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述液体速凝剂的pH值为2-4。根据本专利技术所述的液体速凝剂的一些实施方式，所述速凝剂的掺量范围为5-7wt％。例如5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％，以及它们之间的任意值。本专利技术第二方面提供了一种液体速凝剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将含有偏铝酸盐的溶液与水混合，多次加入硫酸铝，然后进行第一混合，得到第一混合物；步骤2、将所述第一混合物与络合稳定剂进行第二混合，得到第二混合物；步骤3、将无机酸溶液加入至所述第二混合物中，并进行第三混合，得到第三混合物；步骤4、任选地，将所述第三混合物与防沉剂和酸度中和剂进行第四混合，并调节pH值。根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，含有偏铝酸盐的溶液的投料量满足，以液体速凝剂的总重量为基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体速凝剂，其制备原料包括：含有偏铝酸盐的溶液、硫酸铝、无机酸溶液、络合稳定剂、水，以及任选的防沉剂和酸度中和剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种液体速凝剂，其制备原料包括：含有偏铝酸盐的溶液、硫酸铝、无机酸溶液、络合稳定剂、水，以及任选的防沉剂和酸度中和剂。


2.根据权利要求1所述的液体速凝剂，其特征在于，以液体速凝剂的总重量为基准，含有偏铝酸盐的溶液的用量为9-30wt％，硫酸铝的用量为30-50wt％，无机酸溶液的用量为10-30wt％，络合稳定剂的用量为1-5wt％，水的用量为5-50wt％，防沉剂的用量为0-2wt％，酸度中和剂的用量为0-5wt％；
优选地，在所述无机酸溶液中，无机酸的浓度为20-50wt％；
优选地，所述无机酸选自氟硅酸、氢氟酸、硫酸和磷酸中的一种或多种；
优选地，所述络合稳定剂选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、柠檬酸、草酸、酒石酸、水杨酸、乳酸和EDTA中的一种或多种；
优选地，所述防沉剂选自凹凸棒黏土粉、膨润土、硅藻土和水合硅酸镁中的一种或多种；
优选地，所述酸度中和剂为氧化镁和/或氢氧化镁。


3.根据权利要求1或2所述的液体速凝剂，其特征在于，所述含有偏铝酸盐的溶液的制备原料包括：碱、氢氧化铝和水；优选地，所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾；
优选地，以含有偏铝酸盐的溶液的总重量为基准，碱的用量为20-25wt％，氢氧化铝的用量为25-35wt％，水的用量为40-55wt％。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的液体速凝剂，其特征在于，所述液体速凝剂的pH值为2-4；
优选地，所述液体速凝剂的掺量范围为5-7wt％。


5.一种液体速凝剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠洲，王英维，苗瑞文，
申请(专利权)人：山西佳维新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14