一种高适应性液态无碱速凝剂及其常温制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高适应性液态无碱速凝剂，其原料由以下重量百分比组成：无机酸5‑15%，氢氧化铝2‑8%，硫酸铝35‑50%，硫酸盐5‑15%，硅酸盐1‑5%，有机醇胺1‑5%，无机中和剂2‑5%，余量为水。本发明专利技术提供的液体无碱速凝剂碱含量小于1％，大大降低了碱‑骨料反应的可能性，提升了喷射混凝土的耐久性；该液体无碱速凝剂具有储存稳定性好、无分层沉淀、粘度低等优点，解决了现有无碱速凝剂易分层沉淀、低温结晶、粘度大等问题；该液体无碱速凝剂生产工艺简单，整个生产过程不需要热源，直接利用物料间酸碱中和产生的热量加速反应进行，能耗低，与现有无碱速凝剂相比，具有明显的技术和经济优势，利于产品的生产与推广，具有广阔的应用前景。

A highly adaptable liquid alkali-free accelerator and its preparation method at room temperature

The invention discloses a highly adaptable liquid alkali-free accelerator, whose raw materials are composed of the following weight percentages: inorganic acid 5_15%, aluminium hydroxide 2_8%, aluminium sulfate 35_50%, sulfate 5_15%, silicate 1_5%, organic alcohol amine 1_5%, inorganic neutralizer 2_5%, and residual water. The alkali content of the liquid alkali-free accelerator provided by the invention is less than 1%, which greatly reduces the possibility of alkali-aggregate reaction and improves the durability of shotcrete; the liquid alkali-free accelerator has the advantages of good storage stability, no stratified precipitation, low viscosity, etc., and solves the problems of easy stratified precipitation, low temperature crystallization and high viscosity of the existing alkali-free accelerator. Compared with the existing alkali-free accelerator, it has obvious technological and economic advantages, is conducive to the production and promotion of products, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种高适应性液态无碱速凝剂及其常温制备方法
本专利技术涉及无碱速凝剂
，具体为一种高适应性液态无碱速凝剂及其常温制备方法。
技术介绍
速凝剂已成为现代喷射混凝土必不可少的外加剂之一。传统速凝剂一般具有强碱性，虽然能满足喷射混凝土的使用要求，但腐蚀性强，容易对生产和施工人员的身体健康造成伤害，且强碱特性极易导致碱骨料反应，使混凝土的后期强度明显降低，抗渗等级下降，影响混凝土的耐久性，不利于工程的建设。为克服上述缺陷，开发液体无碱速凝剂已成为当前湿喷混凝土及施工技术研究的热点。液体无碱速凝剂具有对人体损伤小、早期强度和后期抗压强度比高、对混凝土耐久性无不良影响、可有效降低粉尘浓度和回弹量等优点。然而，目前市场上所研制的无碱速凝剂多存在容易产生沉淀、适应性差、成本高、掺量高、1d抗压强度低、碱含量超标等一系列问题。公开号为CN106830803的专利中无碱速凝剂原料中加入了氟化钠，使用量已经使碱含量大于1％，不符合无碱速凝剂碱含量要求；公开号为CN102173630的专利中无碱速凝剂凝结性能达标，但1d强度非常低，影响喷射混凝土正常施工；公开号为CN105271867及CN106587704均采用了氢氧化铝凝胶，原材价格非常昂贵，产品价格较高。因此，开发出一种稳定性好、价格适宜、促凝效果好、早后期强度高的无碱液体速凝剂具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，其原料由以下重量百分比组成：无机酸5-15％，氢氧化铝2-8％，硫酸铝35-50％，硫酸盐5-15％，硅酸盐1-5％，有机醇胺1-5％，无机中和剂2-5％，余量为水。优选的，所述无机酸为氢氟酸、氟硅酸、硫酸、硼酸、磷酸中的至少一种。优选的，所述氢氧化铝为普通氢氧化铝，且Al2O3含量≥64.0％。优选的，所述硫酸铝为工业硫酸铝，且Al2O3含量≥15.6％。优选的，所述硫酸盐为硫酸镁、硫酸铁、硫酸锌中的至少一种。优选的，所述硅酸盐为氟硅酸镁、三硅酸镁、氟硅酸锌中的至少一种。优选的，所述有机醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。优选的，所述无机中和剂为氧化镁、氢氧化镁中的至少一种。本专利技术还提供了一种高适应性液态无碱速凝剂的常温制备方法，包括如下步骤：S1：将工业氢氧化铝溶解于无机酸溶液中，形成高浓度铝盐溶液；S2：依次将适量水、硅酸盐、有机醇胺加入高浓铝盐溶液中，于反应器内进行水解-聚合反应15～30min；S3：依次将工业硫酸铝、硫酸盐加入步骤S2所得溶液中，搅拌下络合反应30min；S4：将无机中和剂加入步骤S3所得溶液中，反应60～90min；冷却至室温，得到稳定的高适应性液体无碱速凝剂成品。优选的，所述制备过程无需加热，且S1、S2和S3中物料间酸碱中和产生的热量为热能来源，且所制备的液体无碱速凝剂pH为2.5-3.5，密度为1.35-1.45g/cm3，碱含量小于1.0％，掺量范围5-8％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供的液体无碱速凝剂碱含量小于1％，大大降低了碱-骨料反应的可能性，提升了喷射混凝土的耐久性；(2)本专利技术提供的液体无碱速凝剂具有储存稳定性好、无分层沉淀、粘度低等优点，解决了现有无碱速凝剂易分层沉淀、低温结晶、粘度大等问题；(3)本专利技术提供的液体无碱速凝剂F-/Si4+比例均衡，应用于喷射混凝土具有早期强度高、后期无强度损失、回弹率低、粉尘少、抗渗性以及耐久性较好的优点；(4)本专利技术提供的液体无碱速凝剂稳定态铝离子含量高，与水泥的适应性良好，对不同品牌的水泥在5-8％掺量范围内均满足喷射混凝土施工的要求。(5)本专利技术提供的液体无碱速凝剂制备方法，生产工艺简单，整个生产过程不需要热源，直接利用物料间酸碱中和产生的热量加速反应进行，能耗低，与现有无碱速凝剂相比，具有明显的技术和经济优势，利于产品的生产与推广，具有广阔的应用前景。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1常温合成一种高适应性液体无碱速凝剂，包括氢氧化铝、工业硫酸铝、工业硫酸镁、40％工业氢氟酸、氟硅酸镁、二乙醇胺、氧化镁。具体制备步骤如下：S1：依次将去离子水50g、40％氢氟酸70g加入装有搅拌器的反应器内，搅拌下加入氢氧化铝30g，反应至澄清；S2：依次将去离子水230g、氟硅酸镁40g、二乙醇胺50g加入步骤S1所得溶液中，反应30min；S3：将工业硫酸铝450g、工业硫酸镁50g依次加入步骤S2所得溶液中，搅拌下反应30min；S4：将氧化镁30g加入步骤S3所得溶液中，反应60min；冷却至室温，得到高适应性液体无碱速凝剂。实施例2常温合成一种高适应性液体无碱速凝剂，包括氢氧化铝、工业硫酸铝、工业硫酸镁、40％工业氢氟酸、氟硅酸镁、二乙醇胺、氧化镁。具体制备步骤如下：S1：依次将去离子水50g、40％氢氟酸90g加入装有搅拌器的反应器内，搅拌下加入氢氧化铝40g，反应至澄清；S2：依次将去离子水210g、氟硅酸镁20g、二乙醇胺40g加入步骤S1所得溶液中，反应30min；S3：将工业硫酸铝450g、工业硫酸镁70g依次加入步骤S2所得溶液中，搅拌下反应30min；S4：将氧化镁30g加入步骤S3所得溶液中，反应90min；冷却至室温，得到高适应性液体无碱速凝剂。实施例3常温合成一种高适应性液体无碱速凝剂，包括氢氧化铝、工业硫酸铝、工业硫酸镁、40％工业氢氟酸、35％氟硅酸、氟硅酸镁、二乙醇胺、氧化镁。具体制备步骤如下：S1：依次将40％氢氟酸120g、35％氟硅酸30g加入装有搅拌器的反应器内，搅拌下加入氢氧化铝60g，反应至澄清；S2：依次将去离子水195g、氟硅酸镁30g、二乙醇胺40g加入步骤S1所得溶液中，反应30min；S3：将工业硫酸铝380g、工业硫酸镁120g依次加入步骤S2所得溶液中，搅拌下反应30min；S4：将氧化镁25g加入步骤S3所得溶液中，反应60min；冷却至室温，得到高适应性液体无碱速凝剂。实施例4常温合成一种高适应性液体无碱速凝剂，包括氢氧化铝、工业硫酸铝、工业硫酸镁、40％工业氢氟酸、三硅酸镁、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化镁。具体制备步骤如下：S1：依次将去离子水50g、40％氢氟酸100g加入装有搅拌器的反应器内，搅拌下加入氢氧化铝45g，反应至澄清；S2：依次将去离子水215g、三硅酸镁25g、二乙醇胺20g、三乙醇胺10g加入步骤S1所得溶液中，反应30min；S3：将工业硫酸铝400g、工业硫酸镁100g依次加入步骤S2所得溶液中，搅拌下反应30min；S4：将氢氧化镁35g加入步骤S3所得溶液中，反应60min；冷却至室温，得到高适应性液体无碱速凝剂。实施例5常温合成一种高适应性液体无碱速凝剂，包括氢氧化铝、工业硫酸铝、工业硫酸镁、40％工业氢氟酸、硼酸、氟硅酸镁、三异丙醇胺、氢氧化镁。具体制备步骤如下：S1：依次将40％氢氟酸90g、硼酸30g加入装有搅拌器的反应器内，搅拌下加入氢氧化铝50g，反应至澄清；S2：依次将去离子水255g、氟硅酸镁20g、三异丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，其原料由以下重量百分比组成：无机酸5‑15％，氢氧化铝2‑8％，硫酸铝35‑50％，硫酸盐5‑15％，硅酸盐1‑5％，有机醇胺1‑5％，无机中和剂2‑5％，余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，其原料由以下重量百分比组成：无机酸5-15％，氢氧化铝2-8％，硫酸铝35-50％，硫酸盐5-15％，硅酸盐1-5％，有机醇胺1-5％，无机中和剂2-5％，余量为水。2.根据权利要求1所述的一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，所述无机酸为氢氟酸、氟硅酸、硫酸、硼酸、磷酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，所述氢氧化铝为普通氢氧化铝，且Al2O3含量≥64.0％。4.根据权利要求1所述的一种高适应性液体无碱速凝剂，其特征在于，所述硫酸铝为工业硫酸铝，且Al2O3含量≥15.6％。5.根据权利要求1所述的一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸镁、硫酸铁、硫酸锌中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，所述硅酸盐为氟硅酸镁、三硅酸镁、氟硅酸锌中的至少一种。7.根据权利要求1所述的一种高适应性液态无碱速凝剂，其特征在于，所述有机醇胺为三乙醇胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠洲，王英维，周普玉，王宏维，
申请(专利权)人：山西佳维新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14