无碱液体速凝剂用组合物制造技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，公开了一种无碱液体速凝剂用组合物

【技术实现步骤摘要】
无碱液体速凝剂用组合物、无碱液体速凝剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及无碱液体速凝剂用组合物
、
无碱液体速凝剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]隧道涌水由于其具有较强的隐蔽性和不可预见性，成为了隧道施工主要困难之一，极易造成严重的经济损失和人员伤亡
。
[0003]目前，改善水泥混凝土防水抗渗性能的传统方法主要有适当降低水灰比
、
选择合适的砂石
、
合理提高水泥的用量
、
选择适当的砂率等
。
水泥混凝土整体疏水改性是在拌合水泥混凝土时添加疏水性的物质，主要有疏水性粉末
、
聚合物乳液等
。
然而，随着聚合物乳液
(
例如丁苯乳液
、
氯丁橡胶乳液
、
聚丙烯酸酯乳液等
)
的加入，虽然能不同程度的提高混凝土的韧性
、
保水性
、
减水性
、
流动性和抗渗性，但同时也会占据了水化产物的位置，导致其抗压强度较低
。
另外，疏水性粉末的掺入也会延缓水泥砂浆的水化，改变水泥砂浆的机械性能
。
这些传统的方法改善效果不明显，并不能从本质上真正的提高水泥混凝土的防水抗渗性能
。
[0004]无碱速凝剂作为喷射混凝土成型过程中最重要的外加剂，以硫酸铝为主要促凝组分，通过与二乙醇胺等其他早强组分复合，共同发挥着早强促凝作用
。
无碱速凝剂解决了传统有碱速凝剂碱含量高的问题，降低了喷射混凝土发生碱集料反应的可能性，并且无碱速凝剂还具有绿色环保的优势
。
但是，无碱速凝剂也面临着促凝材料络合不稳定
、
掺有含氟等有毒原料
、
早期强度不足
、
后期强度倒缩等问题
。
[0005]针对高涌水区隧道中涌水现象，将早强促凝与防渗憎水性能有机接合，开发出一种早强憎水性无碱液体速凝剂至关重要
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的前述问题，提供一种兼具优异早强促凝和防渗憎水性能的无碱液体速凝剂
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种无碱液体速凝剂用组合物，以所述组合物的总重量为基准，所述组合物中含有：十八水硫酸铝
53
‑
56wt
％，二乙醇胺5‑
6.5wt
％，硅烷乳液3‑
6wt
％，氨基酸
0.8
‑
2wt
％，高岭石
0.8
‑
1.5wt
％，
pH
调节剂
0.7
‑
1.2wt
％，水
30
‑
35wt
％；所述高岭石的纯度
≥90wt
％；
[0008]所述硅烷乳液为辛基三乙氧基硅烷乳液和
/
或四乙氧基硅烷乳液；
[0009]所述氨基酸为赖氨酸和
/
或苏氨酸
。
[0010]本专利技术的第二方面提供一种制备无碱液体速凝剂的方法，该方法应用前述第一方面所述的组合物中的各组分进行，包括：
[0011](1)
将水和
pH
调节剂进行第一混合，得到混合物
I
；
[0012](2)
将所述混合物
I
与十八水硫酸铝进行第二混合，得到混合物
II
，所述第二混合的温度为
85
‑
95℃
；
[0013](3)
将所述混合物
II
与氨基酸进行第三混合，得到混合物
III
；
[0014](4)
将所述混合物
III
与二乙醇胺
、
高岭石进行第四混合，得到混合物
IV
；
[0015](5)
将所述混合物
IV
与硅烷乳液进行第五混合，得到无碱液体速凝剂；
[0016]所述第三混合的温度比所述第二混合的温度低
15
‑
45℃
；
[0017]所述第二混合
、
所述第三混合
、
所述第四混合
、
所述第五混合的搅拌速率各自独立地
≤300rpm。
[0018]本专利技术的第三方面提供由前述第二方面所述的方法制备得到的无碱液体速凝剂
。
[0019]本专利技术的第四方面提供由前述第三方面所述的无碱液体速凝剂在水泥或混凝土中的应用
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案至少具有以下优势：
[0021]1)
本专利技术提供的无碱液体速凝剂优选采用乙酸和
/
或丙二酸作为
pH
调节剂，能够增加十八水硫酸铝的溶解度，提高有效铝相的含量；同时，引入赖氨酸和
/
或苏氨酸，能够与溶解的金属铝离子进行络合配位，进而有效的增加铝离子的浓度，防止铝离子水解聚沉分层，有利于增加液体速凝剂的
6h
与
1d
的早强性能
。
[0022]2)
本专利技术通过引入特定用量的高岭石，能够提升液体速凝剂的稳定性；采用特定用量的二乙醇胺，能够促进砂浆的净浆凝结
。
此外，再配合使用特定用量的辛基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷，最终获得的无碱液体速凝剂不仅能够同时满足国家标准
GB/T 35159
‑
2017
与铁路标准
Q/CR 807
‑
2020
的速凝
、
早强和稳定性的要求，还能够增强速凝剂的憎水性能，使其能够在高涌水区域时仍具有良好性能
。
[0023]3)
本专利技术提供的制备无碱液体速凝剂的方法，通过特定顺序的加料方式，特定的温度控制，能够显著提高各组分的溶解度，为铝离子提供最佳的络合条件，充分提高无碱液体速凝剂的促凝效果和憎水性能
。
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值
。
对于数值范围来说，各个范围的端点值之间
、
各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开
。
[0025]需要说明的是，在本专利技术的各方面中，针对各方面中的相同的组分或者术语，本专利技术仅在其中一方面中描述一次而不重复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无碱液体速凝剂用组合物，其特征在于，以所述组合物的总重量为基准，所述组合物中含有：十八水硫酸铝
53
‑
56wt
％，二乙醇胺5‑
6.5wt
％，硅烷乳液3‑
6wt
％，氨基酸
0.8
‑
2wt
％，高岭石
0.8
‑
1.5wt
％，
pH
调节剂
0.7
‑
1.2wt
％，水
30
‑
35wt
％；所述高岭石的纯度
≥90wt
％；所述硅烷乳液为辛基三乙氧基硅烷乳液和
/
或四乙氧基硅烷乳液；所述氨基酸为赖氨酸和
/
或苏氨酸
。2.
根据权利要求1所述的组合物，其中，所述硅烷乳液中的固含量为
50
‑
60wt
％；和
/
或，所述高岭石的平均粒径为
0.2
‑5μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述
pH
调节剂为乙酸和
/
或丙二酸
。4.
一种制备无碱液体速凝剂的方法，其特征在于，该方法应用权利要求1‑3中任意一项所述的组合物中的各组分进行，包括：
(1)
将水和
pH
调节剂进行第一混合，得到混合物
I
；
(2)
将所述混合物
I
与十八水硫酸铝进行第二混合，得到混合物
II
，所述第二混合的温度为
85
‑
95℃
；
(3)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：元强，薛凯玮，田义，
申请(专利权)人：中铁十局集团有限公司高速铁路建造技术国家工程研究中心，
类型：发明
国别省市：