一种混凝土速凝剂制造技术

本发明专利技术公开了一种混凝土速凝剂，以质量分数计包括：壳聚糖基聚合硫酸铝铁60‑72%、改性硅酸镁锂25‑35%和有机早强剂3‑5%。本发明专利技术提供的混凝土速凝剂，不仅可以促进水泥的活化，缩短凝结时间，减少掺量，增加后期强度，还能提高混凝土的抗渗性。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土速凝剂
本专利技术属于混凝土外加剂
，更具体地，涉及一种混凝土速凝剂。
技术介绍
速凝剂，掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，以达到抢修或井巷中混凝土快速凝结的目的。是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂。它们的作用是加速水泥的水化硬化，在很短的时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求，是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂。速凝剂主要有无机盐类和有机物类两类。我国常用的速凝剂是无机盐类。传统的速凝剂常见的化学主要组分有：1)以硅酸钠盐为基础成分，如水玻璃，改性硅酸钠；2)以铝酸盐为基础成分，如铝酸钠、铝酸钾和硫酸铝；3)碳酸盐或氢氧化物为基础成分，如碳酸钠、氢氧化钠。目前市场上的速凝剂存在如下三个缺点：一是现有速凝剂促凝效果不够，导致掺量较高，影响水泥性能；二是现有的速凝剂加入混凝土中，混凝土由于水化速度过快导致粘合性差，从而造成孔隙率高，抗渗性降低；三是速凝剂的加入容易降低混凝土的后期强度。综上所述，如何设计一种混凝土速凝剂，不仅可以促进水泥的活化，缩短凝结时间，减少掺量，增加后期强度，还能提高混凝土的抗渗性，是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了解决上述技术问题，而提供一种混凝土速凝剂，不仅可以促进水泥的活化，缩短凝结时间，减少掺量，增加后期强度，还能提高混凝土的抗渗性。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种混凝土速凝剂，以质量分数计包括：壳聚糖基聚合硫酸铝铁60-72%、改性硅酸镁锂25-35%和有机早强剂3-5%。进一步地，所述壳聚糖基聚合硫酸铝铁的制备原料包括壳聚糖、硫酸铁、硫酸铝和氨水，其质量比为（8-10）：1：（6-8）：（0.5-0.6）。进一步地，所述壳聚糖基聚合硫酸铝铁的制备方法为：（1）硫酸铁和硫酸铝溶液的配制：将硫酸铁、硫酸铝溶解于去离子水中，分别制备成100-120g/L的硫酸铁溶液和硫酸铝溶液，然后将硫酸铁、硫酸铝溶液按照1：（5-8）的质量比分别分成第一份硫酸铝溶液、第二份硫酸铝溶液和第一份硫酸铁溶液、第二份硫酸铁溶液，备用；（2）壳聚糖铁-铝配合物的合成：将壳聚糖溶解于50-100倍量的醋酸溶液中，搅拌均匀后用氢氧化钠溶液调节PH至2.5-3，得壳聚糖溶液备用，将第一份硫酸铁溶液和第一份硫酸铝溶液混合后，滴加至壳聚糖溶液中，搅拌反应24-28h，离心取上清液，加入3-5倍量的无水乙醇，沉淀后离心，取沉淀用无水乙醇洗涤后，烘干即得壳聚糖铁-铝配合物；（3）聚合反应：将壳聚糖铁-铝配合物与氨水混合后，加热到70-90℃，然后滴加第二份硫酸铁溶液和第二份硫酸铝溶液，搅拌反应2-3h后，在相同温度减压蒸馏，待溶液表面出现晶体膜时即可拿出溶液冷却结晶，抽滤、烘干即得壳聚糖基聚合硫酸铝铁。进一步地，所述氨水的质量浓度为10-20%，所述壳聚糖的脱乙酰基>95%，步骤（2）中醋酸溶液的浓度为1-2%。进一步地，所述改性硅酸镁锂的制备原料包括硅酸镁锂、氯化钙和聚羧酸减水剂，其质量比为1：（0.1-0.2）：（0.08-0.1）。进一步地，所述改性硅酸镁锂的制备方法为：S1、称取硅酸镁锂粉末，加入去离子水，在50-60℃、500-800r/min的搅拌机中混合均匀，得分散液；S2、向分散液中加入氯化钙粉末，然后混合均匀，在常温下静置1-2h，过滤除去液体，得初始凝胶；S3、将聚羧酸减水剂溶解于去离子水中，制成液态聚羧酸减水剂，然后加入步骤S2得到的初始凝胶中，混合均匀后在常温静置2-3h后，烘干即得改性硅酸镁锂。进一步地，步骤S1中分散液的固含量为1-3%，步骤S3中液态聚羧酸减水剂的固含量为10-20%。进一步地，所述有机早强剂为三乙醇胺或三异丙醇胺。混凝土速凝剂的使用方法：按照2-8%的掺量称取速凝剂，在加湿器中处理30-60min后，搅拌均匀，然后加入到胶凝材料中，并与水拌和即可使用。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术的混凝土速凝剂，主要包括促凝成分-壳聚糖基聚合硫酸铝铁、粘合成分-纳米硅酸镁锂以及有机早强成分，三种成分配合一起，不仅可以促进水泥的活化，缩短凝结时间，减少掺量，增加后期强度，还能提高混凝土的抗渗性；（2）本专利技术将壳聚糖与铁、铝制成配合物后，再以此为基体合成壳聚糖基聚合铝铁，不仅增加了铁和铝在聚合物中的浓度，减少了速凝剂的掺量，而且壳聚糖中带有活性氨基，因此其对很多物质具备强大的吸附作用，因此合成的壳聚糖基聚合铝铁，对水泥胶体中的各粒子的吸附能力极强，因此凝聚效果好，促进了水泥的活化，缩短了凝结时间；（3）由于促凝成分-壳聚糖基聚合硫酸铝铁的设计，减少了速凝剂的掺量，因此混凝土的后期强度也得到提高，另外由于壳聚糖基体的引入及基体中含铝离子和铁粒子，使得凝聚效果持久，因此水泥的活化更加持久和完全，也进一步提高了混凝土的强度；（4）本专利技术在合成聚合硫酸壳聚糖铝铁时，将硫酸铝和硫酸铁分别分成两份，将多量的那份硫酸铝和硫酸铁在壳聚糖铁-铝配合物基体中聚合生成聚合硫酸铝铁，使得壳聚糖铁-铝配合物与聚合硫酸铝铁之间产生化学键结合，增强了聚合物的稳定性；（5）混凝土中加入速凝剂后，混凝土由于水化速度过快导致粘合性差，从而抗渗性降低，本专利技术加入改性硅酸镁锂，不仅可以通过提高混凝土的粘合性来提高抗渗性，还能促进水泥的水化，缩短凝结时间；（6）由于硅酸镁锂在水中形成的凝胶为薄片层状晶体结构，其薄片层面带负电荷，因此具有阳离子交换性质，本专利技术在制备改性硅酸镁锂的过程中，将钙离子交换到硅酸镁锂凝胶里面，使得钙离子储存于硅酸镁锂凝胶中，制成的改性硅酸镁锂加入混凝土中加水拌和后，硅酸镁锂凝胶中的钙离子逐渐会被混凝土中其他阳离子交换出来，从而促进了水泥的水化，缩短了凝结时间；（7）由于减水剂加入水泥中后，减水剂分子吸附于水泥颗粒表面，会使水泥带负电荷而相斥分散，从而减弱了改性硅酸镁锂的粘结作用，因此本专利技术在制备硅酸镁锂的过程中，还将聚羧酸减水剂导入硅酸镁锂凝胶中，使得制成的改性硅酸镁锂加入混凝土中加水拌和后，减水剂与水泥颗粒吸附的同时，改性硅酸镁锂也能得以靠近水泥颗粒，增强粘结效果，而且由于减水剂存在分散作用，改性硅酸镁锂也不会对水泥的水化反应产生空间阻碍。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供了一种混凝土速凝剂，以质量分数计包括：壳聚糖基聚合硫酸铝铁60%、改性硅酸镁锂35%和有机早强剂5%。壳聚糖基聚合硫酸铝铁的制备原料包括壳聚糖、硫酸铁、硫酸铝和氨水，其质量比为8：1：6：0.5。壳聚糖基聚合硫酸铝铁的制备方法为：（1）硫酸铁和硫酸铝溶液的配制：将硫酸铁、硫酸铝溶解于去离子水中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土速凝剂，其特征在于：以质量分数计包括：壳聚糖基聚合硫酸铝铁60-72%、改性硅酸镁锂25-35%和有机早强剂3-5%。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土速凝剂，其特征在于：以质量分数计包括：壳聚糖基聚合硫酸铝铁60-72%、改性硅酸镁锂25-35%和有机早强剂3-5%。


2.根据权利要求1所述的混凝土速凝剂，其特征在于：所述壳聚糖基聚合硫酸铝铁的制备原料包括壳聚糖、硫酸铁、硫酸铝和氨水，其质量比为（8-10）：1：（6-8）：（0.5-0.6）。


3.根据权利要求2所述的混凝土速凝剂，其特征在于：所述壳聚糖基聚合硫酸铝铁的制备方法为：
（1）硫酸铁和硫酸铝溶液的配制：将硫酸铁、硫酸铝溶解于去离子水中，分别制备成100-120g/L的硫酸铁溶液和硫酸铝溶液，然后将硫酸铁、硫酸铝溶液按照1：（5-8）的质量比分别分成第一份硫酸铝溶液、第二份硫酸铝溶液和第一份硫酸铁溶液、第二份硫酸铁溶液，备用；
（2）壳聚糖铁-铝配合物的合成：将壳聚糖溶解于50-100倍量的醋酸溶液中，搅拌均匀后用氢氧化钠溶液调节PH至2.5-3，得壳聚糖溶液备用，将第一份硫酸铁溶液和第一份硫酸铝溶液混合后，滴加至壳聚糖溶液中，搅拌反应24-28h，离心取上清液，加入3-5倍量的无水乙醇，沉淀后离心，取沉淀用无水乙醇洗涤后，烘干即得壳聚糖铁-铝配合物；
（3）聚合反应：将壳聚糖铁-铝配合物与氨水混合后，加热到70-90℃，然后滴加第二份硫酸铁溶液和第二份硫酸铝溶液，搅拌反应2-3h后，在相同温度减压蒸馏，待溶液表面出现晶体膜时即可拿出溶液冷却结晶，抽滤、烘干即得壳聚糖基聚合硫酸铝铁。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，阙小文，甘霖，肖东亮，
申请(专利权)人：吉安市金羧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36