一种无碱液体速凝剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，具体公开一种无碱液体速凝剂及其制备方法和应用。所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的组分：乳液10

【技术实现步骤摘要】
一种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
，尤其涉及一种无碱液体速凝剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]混凝土速凝剂是一种能促进水泥或混凝土快速凝结、硬化，并在短时间内产生一定强度的外加剂。混凝土速凝剂多用于喷射混凝土中，在隧道等工程堵漏和抢修等方面得到了广泛应用，对混凝土的快速凝结和强度起着核心作用，成为现代喷射混凝土必不可少的外加剂。
[0003]与碱性速凝剂相比，无碱液体速凝剂具有后期强度高、对混凝土耐久性无不良影响、能有效降低回弹等优点，但是无碱液体速凝剂存在稳定性差，掺量高，与水泥、矿物掺和料适应性不好，易离析或坍落度损失较大等敏感性问题，无法满足大型工程设计要求。因此，提高无碱液体速凝剂的适应性，降低敏感性，使其更好地适用于不同类型的水泥、其他混凝土外加剂、掺合料、施工环境条件等，并保证其促凝效果以及混凝土的强度，在大型工程设计领域具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有无碱液体速凝剂存在的上述问题，本专利技术提供一种无碱液体速凝剂及其制备方法和应用，该无碱液体速凝剂在不同水泥种类条件下，具有掺量低，与水泥、矿物掺和料相容性好，所配制的混凝土的坍落度保持能力良好，敏感性较低，速凝效果好的优点，其能在较低掺量下加快水泥凝结和硬化，能全面满足湿喷混凝土的性能要求。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0006]一种无碱液体速凝剂，包括以下质量份数的组分：
[0007]乳液10
‑
25份，速凝增强剂20
‑
40份，偏铝酸钠10
‑
20份，磷酸氢二钠3
‑
15份，聚合硅酸铝铁5
‑
10份，椰油烷酰胺3
‑
7份，悬浮稳定剂1
‑
5份，缓冲溶液5
‑
10份，加水补足至120
‑
150份；
[0008]所述乳液的制备方法包括：
[0009]a、将含不饱和羧酸酯基团的聚醚或多羟基化合物与含有芳香环结构的酸酐混合，在氮气保护下，升温至50℃
‑
60℃，加入超强酸催化剂，再升温至70
‑
90℃，搅拌反应，冷却后得到不饱和聚醚或聚酯酰基化物；
[0010]b、向所述不饱和聚醚或聚酯酰基化物中加入不饱和功能小单体和巯基丙醇，同时滴加过硫酸钠水溶液，在40
‑
50℃下反应，反应完成后冷却，调节pH值至6
‑
7，加水稀释，搅拌均匀后即得所述乳液。
[0011]相对于现有技术，本专利技术提供的无碱液体速凝剂采用特定的制备方法制得，乳液中选用含不饱和羧酸酯基团的聚醚或多羟基化合物，与含有芳香环结构的酸酐进行酯化反应，再与不饱和功能小单体进行共聚，其中的羧基、酯基、酰胺基团和芳香环结构，在与混凝
土拌合初期，由于羧基、磺酸基与混凝土颗粒间的负电斥力作用，加上芳环、羧酸苯甲酸酯侧链的空间位阻效应，可使无碱液体速凝剂不易受水泥颗粒、掺和料结构变化的影响，并能保持较高的混凝土强度，进而增加减水剂与混凝土组分间的稳定性和适应性，降低减水剂对水泥和掺和料的敏感性，提高对不同水泥种类的适应性。
[0012]其中掺加的偏铝酸钠与磷酸氢二钠反应、聚合硅酸铝铁的水解反应都能形成稳定的凝胶，可有效加快以上述自制乳液为基础乳液的速凝剂的速凝过程，再加上椰油烷酰胺和上述悬浮稳定剂的结合作用，使无碱液体速凝剂在与混凝土拌合后，能始终保持混凝土中均一、一致的有效活性速凝剂浓度，可以长时间保证水化硬化产物的生成。上述各组分的结合使无碱液体速凝剂兼具掺量低，与水泥、矿物掺和料相容性好，配制的混凝土的坍落度保持能力良好、敏感性较低、速凝效果好的优点。因此，本专利技术提供的无碱液体速凝剂，能在常温、较低掺量下加快水泥凝结和硬化，提高早期强度且对后期强度影响较小，能全面满足湿喷混凝土的性能要求。
[0013]优选的，所述速凝增强剂的制备方法包括：将多元酸和多元醇胺混合，超强酸催化剂，在回流状态下于80
‑
95℃反应，反应完成后自然冷却，即得所述速凝增强剂。
[0014]上述优选的速凝增强剂的制备方法得到的速凝增强剂中含有大量含氮、含羧基配体基团，其通过氮原子和氮原子、羧基配体的孤对电子与无碱液体速凝剂中的铝离子进行配位，促进了铝离子在溶液体系中的分散作用，且搅拌下能形成稳定的速凝剂乳浊液，进一步增加无碱液体速凝剂的稳定性。
[0015]优选的，所述多元酸和多元醇胺的摩尔比为1:0.8
‑
1.2。
[0016]优选的，所述多元酸为柠檬酸、甲基丁二酸、羧基丁二酸和羧基戊二酸中的至少一种。
[0017]优选的，所述多元醇胺为四甲基
‑
1,4
‑
丁二胺、羟乙基乙二胺、羟丙基乙二胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和单乙醇二异丙醇胺中的至少一种。
[0018]优选的，所述超强酸催化剂为HND
‑
34固体超强酸催化剂，加入量相当于所述多元酸和多元醇胺总质量的0.1％
‑
0.3％。
[0019]优选的，所述回流状态下的反应时间为2h
‑
5h。
[0020]优选的，所述悬浮稳定剂为白炭黑、海泡石、工业明胶和聚酰胺中的至少一种。
[0021]优选的，所述缓冲溶液为由磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和水组成的pH为6.8
‑
7.2水溶液。
[0022]优选的，步骤a和步骤b中，所用各原料的质量份数分别为：含不饱和羧酸酯基团的聚醚或多羟基化合物50
‑
100份，含有芳香环结构的酸酐80
‑
150份，超强酸催化剂0.2
‑
0.5份，不饱和功能小单体8
‑
20份，巯基丙醇0.3
‑
0.7份，过硫酸钠水溶液0.8
‑
1.5份。其中，巯基丙醇选自3
‑
巯基
‑1‑
丙醇和二巯基丙醇中的一种。
[0023]优选的，步骤a中，所述含不饱和羧酸酯基团的聚醚或多羟基化合物为聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。
[0024]优选的，步骤a中，所述含有芳香环结构的酸酐为邻苯二甲酸酐。
[0025]优选的，步骤a中，所述超强酸催化剂为HND
‑
34固体超强酸催化剂。
[0026]优选的，所述搅拌反应的时间为2
‑
4h。
[0027]优选的，步骤b中，所述不饱和功能小单体为甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯酰胺、乙基
丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸中的至少一种。
[0028]优选的，步骤b中，所述过硫酸钠水溶液的质量浓度为0.00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，其特征在于：包括以下质量份数的组分：乳液10
‑
25份，速凝增强剂20
‑
40份，偏铝酸钠10
‑
20份，磷酸氢二钠3
‑
15份，聚合硅酸铝铁5
‑
10份，椰油烷酰胺3
‑
7份，悬浮稳定剂1
‑
5份，缓冲溶液5
‑
10份，加水补足至120
‑
150份；所述乳液的制备方法包括：a、将含不饱和羧酸酯基团的聚醚或多羟基化合物与含有芳香环结构的酸酐混合，在氮气保护下，升温至50℃
‑
60℃，加入超强酸催化剂，再升温至70
‑
90℃，搅拌反应，冷却后得到不饱和聚醚或聚酯酰基化物；b、向所述不饱和聚醚或聚酯酰基化物中加入不饱和功能小单体和巯基丙醇，同时滴加过硫酸钠水溶液，在40
‑
50℃下反应，反应完成后冷却，调节pH值至6
‑
7，加水稀释，搅拌均匀后即得所述乳液。2.如权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于：所述速凝增强剂的制备方法包括：将多元酸和多元醇胺混合，超强酸催化剂，在回流状态下于80
‑
95℃反应，反应完成后自然冷却，即得所述速凝增强剂。3.如权利要求2所述的无碱液体速凝剂，其特征在于：所述多元酸和多元醇胺的摩尔比为1:0.8
‑
1.2；和/或所述多元酸为柠檬酸、甲基丁二酸、羧基丁二酸和羧基戊二酸中的至少一种；和/或所述多元醇胺为四甲基
‑
1,4
‑
丁二胺、羟乙基乙二胺、羟丙基乙二胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和单乙醇二异丙醇胺中的至少一种；和/或所述超强酸催化剂为HND
‑
34固体超强酸催化剂，加入量相当于所述多元酸和多元醇胺总质量的0.1％
‑
0.3％；和/或所述回流状态下的反应时间为2h
‑
5h。4.如权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于：所述悬浮稳定剂为白炭黑、海泡石、工业明胶和聚酰胺中的至少一种；和/或所述缓冲溶液为由磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和水组成的pH为6.8
‑
7.2水溶液。5.如权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征在于：步骤a和步骤b中，所用各原料的质量份数分别为：含不...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建永，孙建华，杜建平，董旭明，贾虎琛，莫娇，
申请(专利权)人：贵州乾鑫丰建材有限公司，
类型：发明
国别省市：