高粘附性低回弹无碱速凝剂及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术提供了一种高粘附性低回弹无碱速凝剂及其制备方法和使用方法，所述高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备原料包括有机醛和促凝组分，所述有机醛与所述促凝组分的质量比为1:（15~30）；所述促凝组分的制备原料按重量份计包括，硫酸铝500~650份、悬浮剂5~15份、有机胺50~100份、有机醇胺80~120份、pH调节剂1~5份、水200~350份。本发明专利技术的高粘附性低回弹无碱速凝剂可以促进喷射混凝土凝结，提高粘稠度，降低回弹率。低回弹率。

【技术实现步骤摘要】
高粘附性低回弹无碱速凝剂及其制备方法和使用方法


[0001]本专利技术涉及混凝土建筑材料领域，特别涉及一种高粘附性低回弹无碱速凝剂，同时本专利技术还涉及上述高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备方法和使用方法。

技术介绍

[0002]喷射混凝土是将混凝土原料按一定的比例混合搅拌后，送入混凝土喷射机中，用压缩空气将混凝土高速喷射到施工表面，起支护作用的一种施工方法。由于喷射用混凝土组合物具有强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好的特点；能较好地填充岩块间的裂隙的凹穴，增加围岩的整体性，防止自由面的风化和松动，并与围岩共同工作，所以喷射混凝土在隧道、水利水电、护坡支护、矿山、地下工程、工程修补等诸多领域得到应用。
[0003]通常喷射用混凝土组合物的制备分干拌法和湿拌法。干拌法是将水泥、砂、石子在干燥状态下拌合均匀，用压缩空气将其和速凝剂送至喷嘴并与压力水混合后进行喷射的方法。湿拌法是将预先配好的水泥、砂、石子、水和一定数量的外加剂，装入喷射机，利用高压空气将其送到喷头和速凝剂混合后，高速喷向施工面的方法。由于采用湿拌法喷射具有粉尘、回弹量均较低，生产环境状况较好，材料配合易于控制，工作效率较干拌法为高的特点，所以更加常用。
[0004]喷射后的混凝土强度增长变化规律及硬化速度极大地影响着围岩的变形及应力重分布。提高混凝土早期强度对隧道、矿山等项目工程意义重大，不仅能缩短施工工期，且能在早期提供一个安全的施工环境。尤其在软弱围岩中提高喷混凝土的早期强度（24h内）十分重要，是控制围岩变形和稳定的关键，喷射混凝土早期强度越大，隧道初期支护作用越明显；如果凝固时间太长，强度发展缓慢，不仅会影响施工进度，也使施工操作人员暴露在支护强度不足的危险中。所以隧道施工过程中，喷射混凝土的速凝和早期强度发展是质量控制的重要内容。
[0005]同时，喷射混凝土施工工艺不同于浇筑混凝土，喷射混凝土在施工时常常伴随一定的回弹率，所谓回弹率，即喷出后未粘附在施工面，而是落到地面的混凝土重量占总喷射出混凝土重量的比例。凝固时间太长，黏聚力不够使得喷射混凝土的回弹率太高，直接或者间接影响混凝土早期和后期的强度，而且造成混凝土材料的浪费。通常，干法喷射混凝土的回弹率较高，可达到40～50％；湿法喷射回弹率也能达到10～20％。
[0006]所以喷射混凝土中常加入速凝剂，目前的液体无碱速凝剂以硫酸铝与其他组分复配而成，其他组分中一般加入有机醇胺或者含氟物质（如氢氟酸、氟硅酸等）。含氟物质虽然能促进混凝土快速凝结，但是使混凝土早期强度低。因此，制备低回弹高早强速凝剂应避免引入氟元素。相比于含氟物质，有机醇胺对混凝土凝结速度提升不显著。
[0007]目前通常的做法是在速凝剂中掺入少量混凝土增稠剂，当速凝剂与混凝土混合时，速凝剂使混凝土变干，同时增稠剂可以提升混凝土黏度，因此降低混凝土的回弹率。CN109761532B公开一种低回弹高早强无碱速凝剂，其使用一定量的温轮胶做混凝土增稠剂。CN102219433A公开了一种低回弹高强度喷射混凝土液体速凝剂及其制备方法，其采用
了将丙烯酰胺、甲基丙烯酸共聚物再次聚合得到的高聚物作为混凝土增稠剂。从上面的例子可以看出，一般的低回弹速凝剂均是加入各类混凝土增稠剂，增加混凝土黏度，从而降低喷射混凝土的回弹率。但该类方法也有一定的缺陷，首先是混凝土增稠剂的用量不容易控制，用量太大易造成速凝剂黏度变大，使得速凝剂流动性低，使用不便；其次，混凝土增稠剂分子中通常含有大量的羟基和羧基，具有一定的缓凝作用，降低速凝剂的促凝效果；最后，由于混凝土增稠剂的溶解性差，易造成速凝剂出现沉淀，造成产品质量问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术提出一种高粘附性低回弹无碱速凝剂，以促进喷射混凝土凝结，提高粘稠度，降低回弹率。
[0009]一种高粘附性低回弹无碱速凝剂，所述高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备原料包括有机醛和促凝组分，所述有机醛与所述促凝组分的质量比为1:（15~30）；所述促凝组分的制备原料按重量份计包括，硫酸铝500~650份、悬浮剂5~15份、有机胺50~100份、有机醇胺80~120份、pH调节剂1~5份、水200~350份。
[0010]本专利技术的高粘附性低回弹无碱速凝剂有机醛与促凝组分中的氨基反应，在混凝土中生成三维体系交联，增加混凝土抗拉效果；硫酸铝提供的铝离子能够加快C
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S
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H凝胶体的生成，使硅酸三钙诱导期变短，从而加速硅酸三钙的进一步水化，从而使水泥迅速凝结。采用本专利技术的高粘附性低回弹无碱速凝剂可以促进喷射混凝土凝结，提高粘稠度，降低回弹率。
[0011]进一步的，所述有机醛为甲醛、乙醛、丙二醛、戊二醛中的至少一种；和/或，所述有机醇胺为二乙醇胺、三乙醇胺、N,N
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二甲基乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种；和/或，所述有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、三聚氰胺、双氰胺、尿素中的至少一种。
[0012]进一步的，所述高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备原料还包括，胶粉20~80份。
[0013]进一步的，所述胶粉为定优胶、黄原胶、温轮胶、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。
[0014]进一步的，所述促凝组分的制备原料按重量份计包括，硫酸铝550~630份、悬浮剂8~12份、有机胺75~85份、有机醇胺95~105份、pH调节剂2~3份、胶粉40~60份、水270~330份。
[0015]进一步的，所述悬浮剂为水合硅酸镁、硅酸镁铝中的至少一种。
[0016]进一步的，所述pH调节剂为甲酸。
[0017]本专利技术同时提供了一种高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备方法，分别获得有机醛与促凝组分，其中促凝组分的制备方法如下：将200~350份水与5~15份悬浮剂混合，制得悬浮混合液；在所述悬浮混合液中加入500~650份硫酸铝，继续搅拌分散，待所述硫酸铝溶解后，加入50~100份有机胺，80~120份有机醇胺，1~5份pH调节剂，分散均匀制得所述促凝组分。
[0018]本专利技术的高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备方法中，采用含有悬浮剂的溶剂可以使硫酸铝溶液形状稳定，pH调节剂使溶液pH在2~3之间，可有效防止硫酸铝形成水解形成沉淀。
[0019]进一步的，在所述悬浮混合液中加入pH调节剂后，加入胶粉20~80份，然后分散均
匀制得所述促凝组分。
[0020]本专利技术还提供了一种高粘附性低回弹无碱速凝剂的使用方法，先将所述有机醛与混凝土搅拌均匀，然后将掺有所述有机醛的混凝土与所述促凝组分混合，喷射至作业面。
具体实施方式
[0021]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。另外，除本实施例特别说明之外，本实施例中所涉及的各术语及工艺依照现有技术中的一般认知及常规方法进行理解即可。
[0022]一种高粘附性低回弹无碱速凝剂，高粘附性低回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高粘附性低回弹无碱速凝剂，其特征在于：所述高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备原料包括有机醛和促凝组分，所述有机醛与所述促凝组分的质量比为1:（15~30）；所述促凝组分的制备原料按重量份计包括，硫酸铝500~650份、悬浮剂5~15份、有机胺50~100份、有机醇胺80~120份、pH调节剂1~5份、水200~350份。2.根据权利要求1所述的高粘附性低回弹无碱速凝剂，其特征在于：所述有机醛为甲醛、乙醛、丙二醛、戊二醛中的至少一种；和/或，所述有机醇胺为二乙醇胺、三乙醇胺、N,N
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二甲基乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种；和/或，所述有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、三聚氰胺、双氰胺、尿素中的至少一种。3.根据权利要求1所述的高粘附性低回弹无碱速凝剂，其特征在于：所述高粘附性低回弹无碱速凝剂的制备原料还包括，胶粉20~80份。4.根据权利要求3所述的高粘附性低回弹无碱速凝剂，其特征在于：所述胶粉为定优胶、黄原胶、温轮胶、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。5.根据权利要求3所述的高粘附性低回弹无碱速凝剂，其特征在于：所述促凝组分的制备原料按重量份计包括，硫酸铝550~630份、悬浮剂8~1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉美，刘昭洋，田遥，赵明敏，滕文生，王玉乾，张磊，郭子叶，连艳丽，袁海军，
申请(专利权)人：四川砼道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：