一种无碱速凝剂及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供了一种无碱速凝剂及其制备方法、应用，涉及混凝土外加剂技术领域。具体而言，所述无碱速凝剂包括促凝组分、增溶组分和早强组分；其中，所述促凝组分含有铝，所述增溶组分含有亚胺基团。本发明专利技术通过采用特定结构的增溶组分与铝系促凝组分、以及有机和无机早强剂相协同，提供了一种超早强型无氟无碱速凝剂，且同时满足技术标准文件Q/CR807

【技术实现步骤摘要】
一种无碱速凝剂及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂
，具体而言，涉及一种无碱速凝剂及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]喷射混凝土技术广泛应用在隧道、岩壁、矿井加固行等工程项目，而无碱速凝剂作为当前喷射混凝土技术的必备外加剂，其性能的优良直接决定了喷射混凝土的施工质量。随着我国对喷射混凝土的质量和施工环境的要求不断提高，对喷射混凝土的性能要求也越来越高。川藏铁路项目由于地形地质及其气候条件恶劣，隧道桥梁占比较大，对隧道内部的加固支护条件要求较高，对无碱速凝剂应用于隧道喷射加固的凝结时间和早期强度性能要求高。为保证国家重大工程中的隧道工程项目的质量保证，中国国家铁路集团有限公司拟定发布并实施标椎Q/CR807
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2020《隧道喷射混凝土用液体无碱速凝剂》，该标准中重点提到砂浆6h强度≥1MPa，同时液体无碱速凝剂中的氯离子≤0.05％，碱含量≤1％。
[0003]当前液体无碱速凝剂普遍存在以下问题：(1)由于铝离子在水溶液中存在水解，低温环境下水解更快，硫酸铝的析晶分层，导致液体无碱速凝剂的稳定性差，进而影响无碱速凝剂的应用；(2)市场上应用的无碱速凝剂中含氟离子或氟硅酸根离子严重影响砂浆的早期强度；(3)为了凝结时间和早期强度达到标椎，引入碱金属盐从而导致碱含量超标。故此，开发出一款促凝效果优异、早期强度高、稳定性好、适应多种类水泥的无碱速凝剂对重点工程发展具有重大意义。
[0004]氟元素作为铝离子的一种比较好的增溶剂，如氟硅酸镁，氟硅酸，广泛应用无碱速凝剂中，但氟元素对水泥早期强度有不利影响，使得水泥早期强度不能发展。现有技术中也存在无氟型无碱速凝剂的产品，如专利技术CN113603384A公开了一种超早强型无氟无碱液体速凝剂及其制备方法，该专利技术通过加入醇胺、酰胺等有机胺来络合铝离子，使铝离子不析晶，同时规避氟离子，进而达到铁标相关指标；该专利技术针对砂浆6h强度设计，但是引入的醇胺、酰胺等有机胺来络合铝离子，对硫酸铝的稳定性有限。再如专利CN10451844A公开了早强型液体无碱速凝剂的制备方法，通过加入有机无机酸和无机早强剂来提升早期强度，但只是针对1d的早期强度而言。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种无碱速凝剂，以解决现有技术中无氟型无碱速凝剂所存在的系列技术缺陷；本专利技术通过采用特定结构的增溶组分与铝系促凝组分、以及有机和无机早强剂相协同，提供了一种超早强型无氟无碱速凝剂，且同时满足技术标准文件Q/CR807
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2020《隧道喷射混凝土用液体无碱速凝剂》的相关指标。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种所述的无碱速凝剂的制备方法，该方法具有简单易行、适于批量化生产等优点。
[0008]本专利技术的第三目的在于提供一种所述的无碱速凝剂在混凝土领域的应用；包括所述无碱速凝剂作为混凝土外加剂的用途，以及采用所述无碱速凝剂的混凝土的各类用途等。
[0009]为实现上述目的，特采用如下技术方案：
[0010]所述无碱速凝剂包括促凝组分、增溶组分和早强组分；其中，所述促凝组分含有铝，所述增溶组分含有亚胺基团。
[0011]优选地，所述促凝组分包括硫酸铝、氢氧化铝或铝溶胶中的至少一种。
[0012]优选地，所述增溶组分还包括有苯基、苯酚基、硝基、氨基或胺基中的至少一种。优选地，所述增溶组分为双边对称式席夫碱。
[0013]更优选地，所述增溶组分包括有如下结构式的有机物：
[0014][0015]优选地，所述早强组分由无机早强组分和有机早强组分构成；更优选地，所述无机早强组分包括硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锂、硫氰酸铵或纳米气相二氧化硅中的至少一种；更优选地，所述有机早强组分包括尿素、丙烯酰胺、2
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丙烯酰胺
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甲基丙磺酸或二乙醇胺中的至少一种。
[0016]优选地，所述无碱速凝剂还包括稳定组分；更优选地，所述稳定组分包括硅酸镁锂、凹凸棒土或水合硅酸镁中的至少一种。
[0017]优选地，以重量百分比计，所述无碱速凝剂包括促凝组分55％～65％、增溶组分1％～3％和早强组分7％～10％，余量为水；更优选地，所述无碱速凝剂还包括稳定组分0.5％～1％。
[0018]如上所述的无碱速凝剂的制备方法包括如下步骤：将促凝组分、早强组分和增溶组分依次加入水中进行反应，得到所述无碱速凝剂。
[0019]优选地，反应温度为60℃～80℃。
[0020]优选地，各组分的投加间隔为20min～40min，在投加结束后还进行反应0.5h～2h。
[0021]优选地，所述增溶组分的制备方法包括：将二乙烯三胺的溶液匀速滴加至5
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硝基水杨醛的溶液中进行反应，抽滤反应后的液相，抽滤所得的固体为所述增溶组分。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023](1)本专利技术通过合成一种铝离子络合剂作为增溶组分，并在络合剂分子结构中引入席夫碱基团和胺基基团来络合铝离子，同时苯环也可以和铝离子络合，硝基能够增加络合剂溶解度，进而抑制铝离子水解析晶，保证无碱速凝剂的稳定性。
[0024](2)本专利技术通过有机早强剂和无机早强剂的协同作用，促进水泥的早期水化，诱导早期强度的增长；通过两种早强组分既保证了混凝土的早期强度，又具有防冻效果，使混凝土适应极端低温环境下的储存。
[0025](3)在铝离子和硫酸根离子达到极限的条件下，当使用铝溶胶作为促凝组分时能够带入更过的铝，即促凝的同时又促进早期强度的生长。
具体实施方式
[0026]下面将结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027]本专利技术可以通过如下优选的实施方式进行：
[0028]所述无碱速凝剂包括促凝组分、增溶组分和早强组分；其中，所述促凝组分含有铝，所述增溶组分含有亚胺基团。
[0029]作为一种优选的实施方式，所述无碱速凝剂同时包括有促凝组分、增溶组分、早强组分、稳定组分和溶剂；以重量百分比计，各组分的占比包括但不限于：促凝组分55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％，增溶组分1％、1.5％、2％、2.5％、3％，早强组分7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％，稳定组分0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％，余量为水。
[0030]如上所述的无碱速凝剂的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无碱速凝剂，其特征在于，所述无碱速凝剂包括促凝组分、增溶组分和早强组分；其中，所述促凝组分含有铝，所述增溶组分含有亚胺基团。2.根据权利要求1所述的无碱速凝剂，其特征在于，所述促凝组分包括硫酸铝、氢氧化铝或铝溶胶中的至少一种。3.根据权利要求1所述的无碱速凝剂，其特征在于，所述增溶组分还包括有苯基、苯酚基、硝基、氨基或胺基中的至少一种；优选地，所述增溶组分为双边对称式席夫碱。4.根据权利要求1所述的无碱速凝剂，其特征在于，所述增溶组分包括有如下结构式的有机物：5.根据权利要求1所述的无碱速凝剂，其特征在于，所述早强组分由无机早强组分和有机早强组分构成；优选地，所述无机早强组分包括硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锂、硫氰酸铵或纳米气相二氧化硅中的至少一种；优选地，所述有机早强组分包括尿素、丙烯酰胺、2
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丙烯酰胺
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甲基丙磺酸或二乙醇胺中的至少一种。6.根据权利要求1所述的无碱速凝剂，其特征在于，所述无碱速凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友，王波，曾珣，陈杰，方世昌，田应兵，
申请(专利权)人：贵州石博士科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：