一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂及其制备和使用方法技术

本发明专利技术提供了一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂及其制备和使用方法，该两用型粉状无碱速凝剂的原料由硫酸铝、氟硅酸盐、固体醇胺、副产二氧化硅、聚丙烯酰胺组成；各组分质量份数为：硫酸铝56～71份、氟硅酸盐4～6份、固体醇胺8～12份、副产二氧化硅15～25份、聚丙烯酰胺1～2份。本发明专利技术的干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂可以同时满足：1)达到GB/T35159‑2017《喷射混凝土用速凝剂》的无碱标准；2)其细度可以满足干粉速凝剂的技术要求，可用于干喷混凝土施工。3)有效组分水溶性良好，可现场加水复配成液体无碱速凝剂。4)产品与水泥适应性好，具备良好的应用和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂及其制备和使用方法
本专利技术属于建筑材料混凝土外加剂领域，特别是涉及一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂及其制备方法及应用。
技术介绍
速凝剂是能使混凝土或水泥砂浆迅速凝结硬化的外加剂，广泛应用于矿山巷道支护、隧道喷射混凝土和喷射砂浆施工、抢修施工中。喷射混凝土的主要工艺流程分为干喷法和湿喷法。速凝剂按照碱含量和物理状态可分为碱性粉状速凝剂、碱性液体速凝剂、无碱粉状速凝剂、无碱液体速凝剂。碱性速凝剂由于较高的碱含量，在使用时对施工人员的人身安全构成威胁，并且使混凝土后期强度损失大、耐久性差、喷射回弹量大等诸多问题。碱性速凝剂列入全面禁止的材料中。近些年来，国内无碱速凝剂技术飞速发展，大量的无碱速凝剂专利被申请，其技术发展日趋成熟。王衡专利CN1970487A公开了一种粉状无碱速凝剂，但是该速凝剂用到的硅酸钠、铝酸钠中氧化钠当量大于1％。根据GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》中对无碱速凝剂的定义，该专利并不属于无碱速凝剂。CN102964076B公开了一种无碱无氯增强型粉状混凝土速凝剂，原料包括石膏、硫酸铝、硫铝酸盐水泥，但该粉状无碱速凝剂仅可以用于干喷混凝土施工。潘志华，徐永东，吴承桢，etal.水泥无碱速凝剂的研究[J].南京工业大学学报(自然科学版)，1997，19(02):63-67.提到以矾土、石灰石、少量助溶剂为原料，在1330℃左右煅烧，可以合成水泥矿物型无碱速凝剂，但是该粉状速凝剂不具备水溶性，因此只能用于干喷法喷射混凝土。CN109851272A公开了一种无碱粉状速凝剂，其工艺是先进行溶液反应，然后将其中水分烘干、粉化。在水分烘干时将消耗大量能源，大幅提高了能源成本，且该专利并未对粉状速凝剂的细度进行限定，能否符合粉状速凝剂的标准不得而知。无碱液体速凝剂的专利申请占无碱速凝剂专利的绝大多数，如CN1974466A公开了一种喷射混凝土用液体无碱速凝剂。CN103553406A公开了一种基于工业聚合硫酸铝的无碱无氯液体速凝剂。但这些无碱液体速凝剂专利申请从稳定性、经济性、产品辐射范围来看均存在很多问题。即，目前的无碱液体速凝剂产品还有较大的局限性。检索现有文献可知，目前还没有一种可用于干、湿喷混凝土两用型的无碱速凝剂产品。该产品即可满足在环境恶劣、气度较低、地质条件较差的地区采用干喷混凝土的要求。又具有较好的水溶性，可经过现场加水配置成液体无碱速凝剂，用于湿喷混凝土施工。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述无碱速凝剂仅可用于一种喷射混凝土施工的问题。提供了一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂及其制备方法和应用。本专利技术可广泛在隧道工程施工中使用，特别是满足川藏铁路这种技术难度极高，对产品要求严格的高技术难度的重大工程的需要。本专利技术采用如下技术方案实现。一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，本专利技术的两用型粉状无碱速凝剂的原料由硫酸铝、氟硅酸盐、固体醇胺、副产二氧化硅、聚丙烯酰胺组成；各组分质量份数为：硫酸铝56～71份、氟硅酸盐4～6份、固体醇胺8～12份、副产二氧化硅15～25份、聚丙烯酰胺1～2份。进一步为，本专利技术所述硫酸铝细度为80目～100目，水分不超过4％。进一步为，本专利技术所述氟硅酸盐为氟硅酸镁、氟硅酸猛、氟硅酸铁、氟硅酸铝中的任意一种。氟硅酸盐作为速凝剂中的促凝组分，本专利技术选择的氟硅酸盐都是水溶性较为出色的产品，当本产品加水变为液体速凝剂时，水溶性好的氟硅酸盐能发挥更出色的促凝作用。进一步为，本专利技术所述的固体醇胺为市售产品，含水率不超过4％。醇胺类有机物作为促凝早强组分在速凝剂中使用，但常规醇胺均为液态，无法用于纯物理方法制备粉状速凝剂。因此本专利技术选择固体醇胺作为促凝早强组分。进一步为，本专利技术所述的副产二氧化硅为磷肥副产二氧化硅或氟硅酸制备氟化盐副产二氧化硅，pH为3.0～7.0，含水率不超过2％。副产二氧化硅作为一种工业副产物，处理起来较为困难。但在混凝土中可以增加早期强度并提高后期耐久性。副产二氧化硅在本产品加水变为液体速凝剂时，可以起到悬浮稳定的作用。进一步为，本专利技术所述的聚丙烯酰胺分子量为200万～800万之间。一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂的制备方法由以下步骤组成：步骤(1)：将硫酸铝和聚丙烯酰胺按比例加入混料机，混合均匀后进行粉磨，粉磨细度控制在200目～250目，为粉磨物A；步骤(2)：将氟硅酸盐、固体醇胺、副产二氧化硅按比例加入混料机，混合均匀后进行粉磨，粉磨细度控制在200目～250目，为粉磨物B；步骤(3)：将(1)和(2)步骤得到的粉磨物A和粉磨物B混合，混合后经过微粉机选粉，细度控制在200目～250目，所得到的白色粉末即为两用型粉状无碱速凝剂。一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂的使用方法，所述的两用型粉状无碱速凝剂的使用方法为：用于湿喷混凝土时，将白色粉状无碱速凝剂与水的质量比1:1配制成无碱液体速凝剂，其掺量为水泥质量的6％～8％。一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂的使用方法，所述的两用型粉状无碱速凝剂的使用方法为：用于干喷混凝土时，直接将干粉加入混凝土中使用即可，其掺量为水泥质量的3％～4％。本专利技术的有益效果为：(1)本产品即可用于干喷工艺也可用于湿喷工艺，颠覆了现有速凝剂产品，一种产品只对应一种喷射工艺的弊端，扩大了产品的应用范围。(2)本专利技术的产品--干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂碱含量小于1％，达到GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》的无碱标准，极大降低了喷射混凝土发生碱集料反应的可能，提高喷射混凝土耐久性；另外，不会腐蚀工人身体，对操作工人的人身安全和健康带来非常大的改善。(3)使用的副产二氧化硅，实现资源综合利用，同时在速凝剂中起到悬浮剂、增加混凝土早期强度和耐久性。(4)采用物理粉磨工艺，排除了溶液蒸发工艺所带来的大量能耗问题。降低了产品制造成本。(4)产品与水泥适应性良好，可广泛应用于各种喷射混凝土工程。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，本专利技术的两用型粉状无碱速凝剂的原料由硫酸铝、氟硅酸盐、固体醇胺、副产二氧化硅、聚丙烯酰胺组成；各组分质量份数为：硫酸铝56～71份、氟硅酸盐4～6份、固体醇胺8～12份、副产二氧化硅15～25份、聚丙烯酰胺1～2份。进一步为，本专利技术所述硫酸铝细度为80目～100目，水分不超过4％。进一步为，本专利技术所述氟硅酸盐为氟硅酸镁、氟硅酸猛、氟硅酸铁、氟硅酸铝中的任意一种。氟硅酸盐作为速凝剂中的促凝组分，本专利技术选择的氟硅酸盐都是水溶性较为出色的产品，当本产品加水变为液体速凝剂时，水溶性好的氟硅酸盐能发挥更出色的促凝作用。进一步为，本专利技术所述的固体醇胺为市售产品，含水率不超过4％。醇胺类有机物作为促凝早强组分在速凝剂中使用，但常规醇胺均为液态，无法用于纯物理方法制备粉状速凝剂。因此本专利技术选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，其特征在于，该两用型粉状无碱速凝剂的原料由硫酸铝、氟硅酸盐、固体醇胺、副产二氧化硅、聚丙烯酰胺组成；各组分质量份数为：硫酸铝56～71份、氟硅酸盐4～6份、固体醇胺8～12份、副产二氧化硅15～25份、聚丙烯酰胺1～2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，其特征在于，该两用型粉状无碱速凝剂的原料由硫酸铝、氟硅酸盐、固体醇胺、副产二氧化硅、聚丙烯酰胺组成；各组分质量份数为：硫酸铝56～71份、氟硅酸盐4～6份、固体醇胺8～12份、副产二氧化硅15～25份、聚丙烯酰胺1～2份。


2.根据权利要求1所述的一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，其特征在于，所述硫酸铝细度为80目～100目，水分不超过4％。


3.根据权利书1所述的一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，其特征在于，所述氟硅酸盐为氟硅酸镁、氟硅酸猛、氟硅酸铁、氟硅酸铝中的任意一种。


4.根据权利书1所述的一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，其特征在于，所述的固体醇胺含水率不超过4％。


5.根据权利书1所述的一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，其特征在于，所述的副产二氧化硅为磷肥副产二氧化硅或氟硅酸制备氟化盐副产二氧化硅，pH为3.0～7.0，含水率不超过2％。


6.根据权利书1所述的一种干、湿喷混凝土两用型粉状无碱速凝剂，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺分子量为200万～800万之间。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玮，陈家荣，王庄，陈星蓉，白进利，吴现叶，
申请(专利权)人：福泉凯威特新材料有限公司，云南凯威特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52