用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂及制备方法，其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比如下：磷酸二氢铝：15～25％；磷酸二氢镁：10～15％；消泡剂：0.01～0.1％；多羟基分散增强剂：20～30％；改性稳定剂：2～5％；磺化石墨烯：3～6％；余量为水，总重补足100％。本发明专利技术无碱液体速凝剂碱含量小于1％，大大减低了喷射混凝土发生碱集料反应的可能，提高混凝土耐久性；本发明专利技术制备的速凝剂不引入硫酸盐，并在速凝剂体系中引入磺化石墨烯，使得本发明专利技术产品不仅能够增加混凝土早期抗压强度，且对于喷射混凝土后期强度的增长十分有利。

High strength alkali free accelerating agent for cement binder and preparation method thereof

The invention discloses a high-strength alkali-free accelerating agent for water-bearing cement and a preparation method thereof. The weight percentage of the raw material components and components in the total raw material is as follows: aluminum dihydrogen phosphate: 15-25%; magnesium dihydrogen phosphate: 10-15%; defoamer: 0.01-0.1%; polyhydroxy dispersion reinforcer: 20-30%; modification. Stabilizer: 2 ~ 5%; sulfonated graphene: 3 ~ 6%; the remaining amount is water, and the total weight is 100%. The alkali content of the alkali-free liquid accelerator is less than 1%, which greatly reduces the possibility of alkali aggregate reaction of the shotcrete and improves the durability of the concrete; the accelerator prepared by the invention does not introduce sulfate, and introduces sulfonated graphene in the accelerator system, so that the product of the invention can not only increase the early compressive strength of the concrete. The strength is favorable for the later growth of shotcrete.

【技术实现步骤摘要】
用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂及制备方法
本专利技术涉及用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂及制备方法。
技术介绍
速凝剂是使含水泥的胶结料快速凝结硬化并产生一定强度的外加剂，广泛应用于隧道喷射砂浆或混凝土施工、抢修施工中，其主要目的在于加快胶结料的凝结时间，加快施工速度，减少回弹，提高早期强度且后期强度不降低，满足特殊工程的施工要求。在通过喷嘴喷涂含水泥的胶结料的施工过程中，水泥胶结料必须在一个规定的时间内固化，以加快喷涂施工速度；目前使用的无碱速凝剂都是以硫酸铝为主要组分其硫酸根含量大。专利(CN100450956C)公开的无碱速凝剂由硫酸铝、硫酸镁、醇胺、稳定剂消泡剂等组成；专利(CN103553406B)公开的无碱速凝剂由聚合硫酸铝、硫酸镁、醇胺、无机酸和稳定剂组成。大量硫酸根的引入会引起混凝土中二次钙矾石的生成，在混凝土内部形成极大的膨胀应力，进而导致混凝土后期强度的倒缩，因此目前急需一种高强型无碱速凝剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述无碱速凝剂面临的问题，而提供一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂；本专利技术的另一目的是提供上述用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂的制备方法。本专利技术采用以下技术方案：一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比如下：磷酸二氢铝：15～25％；磷酸二氢镁：10～15％；消泡剂：0.01～0.1％；多羟基分散增强剂：20～30％；改性稳定剂：2～5％；磺化石墨烯：3～6％；余量为水，总重补足100％。本专利技术在速凝剂体系中引入磺化石墨烯，其独特的层状结构，每一层的石墨烯单片中都引入了磺酸基功能团，具有极强的亲水分散作用，使得本专利技术产品能够增强混凝土抗压强度的发展；该功能化的石墨烯能够作为一种有效的固体粒子稳定剂，在一定用量和温度下，能够与其他无机盐和多羟基有机物等物质形成络合物，提高无碱速凝剂稳定性，并且增加喷射混凝土后期强度。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述消泡剂为非硅烷类消泡剂。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述的多羟基分散增强剂为乙二醇、聚乙二醇中的至少一种。具体的，聚乙二醇使用低聚物，优选使用聚乙二醇400或聚乙二醇600；对于聚乙二醇或多醇，其用量最多在速凝剂中不超过30%，优选的用量在20%～25%之间。并不是每一种配方中需要加入多种多羟基有机物，对于不同的水泥胶结料，效果最优的多羟基有机物并不经常相同，但是从速凝剂本身来说，需要至少添加其中的一种来保持住自身的稳定性。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述的改性稳定剂为改性水合硅酸镁。优选上述改性稳定剂为改性水合硅酸镁，这是一种用于防止本专利技术速凝剂沉淀或形成溶胶，并且在施工过程中有利于增加水泥胶结料的黏性而防止过大的回弹率，在没有改性稳定剂存在的条件下，速凝剂可以很好的达到速凝剂的效果，但是很难达到长时间（通常为6个月以上）的储存稳定性需求。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述改性稳定剂由以下方法制得：取一份水合硅酸镁置于0.6～1.5倍重量份的水中预糊化0.5～1.5h；然后置于1.8～3.0倍重量份的羟基乙酸中陈化4～8h即得所述改性稳定剂。本专利技术另一方面提供一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂的方法，包括如下步骤：（1）制备改性稳定剂；（2）将磷酸二氢铝和磷酸二氢镁加入水中，在持续搅拌条件下加热到60～80℃；（3）加入多羟基分散增强剂和磺化石墨烯，在持续搅拌条件下保温0.5～1h；（4）将步骤（1）制备的改性稳定剂加入到步骤（3）制备的悬浮液中，在持续搅拌条件下加入消泡剂，然后放入转速在3000～5000r/min之间的乳化机中乳化0.5～1h，得到用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂。本专利技术的有益效果在于：本专利技术无碱液体速凝剂碱含量小于1％，大大减低了喷射混凝土发生碱集料反应的可能，提高混凝土耐久性；本专利技术制备的速凝剂不引入硫酸盐，并在速凝剂体系中引入磺化石墨烯，其独特的层状结构，使得本专利技术产品不仅能够增加混凝土早期抗压强度，且对于喷射混凝土后期强度的增长十分有利，尤其适用于硫酸盐腐蚀环境下的喷射混凝土、砂浆或抢修加固混凝土、砂浆，大大提高了喷射混凝土的耐腐蚀性和适用性。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。在任一实施例中，本专利技术提供的一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比如下：磷酸二氢铝：15～25％；磷酸二氢镁：10～15％；消泡剂：0.01～0.1％；多羟基分散增强剂：20～30％；改性稳定剂：2～5％；磺化石墨烯：3～6％；余量为水，总重补足100％。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述消泡剂为非硅烷类消泡剂。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述的多羟基分散增强剂为乙二醇、聚乙二醇中的至少一种。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述的改性稳定剂为改性水合硅酸镁。进一步的，本专利技术涉及的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，所述改性稳定剂由以下方法制得：取一份水合硅酸镁置于0.6～1.5倍重量份的水中预糊化0.5～1.5h；然后置于1.8～3.0倍重量份的羟基乙酸中陈化4～8h即得所述改性稳定剂。在任一实施例中，本专利技术另一方面提供一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂的方法，包括如下步骤：（1）制备改性稳定剂；（2）将磷酸二氢铝和磷酸二氢镁加入水中，在持续搅拌条件下加热到60～80℃；（3）加入多羟基分散增强剂和磺化石墨烯，在持续搅拌条件下保温0.5～1h；（4）将步骤（1）制备的改性稳定剂加入到步骤（3）制备的悬浮液中，在持续搅拌条件下加入消泡剂，然后放入转速在3000～5000r/min之间的乳化机中乳化0.5～1h，得到用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂。在一种具体的实施例X中，本专利技术提供的一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其制备方法，包括：（1）制备改性稳定剂：取一份水合硅酸镁置于0.6倍重量份的水中预糊化1.5h；然后置于1.8倍重量份的羟基乙酸中陈化8h即得所述改性稳定剂；（2）将15份磷酸二氢铝和15份磷酸二氢镁加入水中，在持续搅拌条件下加热到60℃；（3）加入20份乙二醇和3份磺化石墨烯，在持续搅拌条件下保温0.5h；（4）将步骤（1）制备的改性稳定剂取5份加入到步骤（3）制备的悬浮液中，在持续搅拌条件下加入0.01份消泡剂，然后放入转速在3000r/min的乳化机中乳化0.5h，得到用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂。在一种具体的实施例Y中，本专利技术提供的一种用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其制备方法，包括：（1）制备改性稳定剂：取一份水合硅酸镁置于1.5倍重量份的水中预糊化0.5h；然后置于3倍重量份的羟基乙酸中陈化4h即得所述改性稳定剂；（2）将25本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比如下：磷酸二氢铝：15～25％；磷酸二氢镁：10～15％；消泡剂：0.01～0.1％；多羟基分散增强剂：20～30％；改性稳定剂：2～5％；磺化石墨烯：3～6％；余量为水，总重补足100％。

【技术特征摘要】
1.用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比如下：磷酸二氢铝：15～25％；磷酸二氢镁：10～15％；消泡剂：0.01～0.1％；多羟基分散增强剂：20～30％；改性稳定剂：2～5％；磺化石墨烯：3～6％；余量为水，总重补足100％。2.根据权利要求1所述所述的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其特征在于，所述消泡剂为非硅烷类消泡剂。3.根据权利要求1所述所述的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其特征在于，所述的多羟基分散增强剂为乙二醇、聚乙二醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述所述的用于含水泥胶结料的高强型无碱速凝剂，其特征在于，所述的改性稳定剂为改性水合硅酸镁。5.根据权利要求4所述所述的用于含水泥胶结料的高强型...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：王宇青，
类型：发明
国别省市：浙江,33