專利名稱：噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑 及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)噴射混凝土施工中，對(duì)傳統(tǒng)堿性速凝劑的使用仍舊占據(jù)主要地位。由于堿 性速凝劑中含有大量的堿性物質(zhì)，會(huì)造成混凝土后期強(qiáng)度損失嚴(yán)重，通?？蛇_(dá)
30%~50%，此外這些速凝劑中含有大量的cr，對(duì)鋼筋具有嚴(yán)重的腐蝕作用。還有許多
相關(guān)報(bào)道稱由于速凝劑中含有大量的堿性物質(zhì)，造成與混凝土內(nèi)部骨料中的活性成分反 應(yīng)，導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)，從而導(dǎo)致工程事故的例子也比比皆是。
堿性速凝劑在影響混凝土性能的同時(shí)，對(duì)施工人員和施工環(huán)境也造成相當(dāng)大的危 害。施工過程中速凝劑會(huì)不可避免地濺落在施工人員的身上或皮膚上，對(duì)施工人員的身 體健康有很大的危害。同時(shí)堿性速凝劑主要是以粉末狀形式來(lái)使用的，這樣速凝劑粉末 會(huì)隨著水泥顆粒等以懸浮物的形式存在于空氣中，進(jìn)入施工人員的呼吸系統(tǒng)，對(duì)他們的 呼吸系統(tǒng)也造成很大的傷害。盡管堿性速凝劑具有如此多的缺陷，但由于其價(jià)格便宜、 速凝效果好，在我國(guó)仍被廣泛地使用。
無(wú)氯低堿速凝劑是最近幾年開發(fā)出來(lái)的新型產(chǎn)品，這類產(chǎn)品克服了傳統(tǒng)速凝劑中大 量的氯離子對(duì)鋼筋的腐蝕性危害的問題，但很多仍是以粉劑形式出現(xiàn)，噴射過程中仍然 有大量的粉塵，沒有解決施工過程中對(duì)施工人員身體的危害。此外盡管其為低堿速凝劑，
但堿性物質(zhì)的引入仍然會(huì)造成混凝土后期強(qiáng)度的損失，通常為20%左右，依然滿足不了
高質(zhì)量的噴射混凝土施工。
為了滿足高質(zhì)量的噴射混凝土施工工程要求，對(duì)無(wú)堿液體速凝劑的研究迫在眉睫。 高質(zhì)量的混凝土施工不僅要滿足混凝土本身的要求，在施工過程中更加要保護(hù)施工人員 的身體健康。對(duì)于無(wú)堿液體速凝劑的研制，我國(guó)已經(jīng)開展相關(guān)的科研工作，但可供工業(yè) 化生產(chǎn)、性能優(yōu)異的成型產(chǎn)品并不多見。相關(guān)產(chǎn)品主要掌握在一些著名的跨國(guó)性的混凝 土外加劑生產(chǎn)廠家，但由于單價(jià)昂貴，目前在我國(guó)的使用并不多見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能高質(zhì)量的噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑及其 制備方法。本發(fā)明提出的噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑，該速凝劑由硫酸鋁、氟化鈉、 三乙醇胺以及聚丙烯酰胺組成，呈淡綠色粘稠液體，各組分的重量百分比如下 硫酸鋁30~60 氟化鈉5~15 三乙醇胺0.1-1.0 聚丙烯酰胺0.1~1.0
其余為水，其總重量滿足100%。
各組分較佳的重量比為
硫酸鋁40~55
氟化鈉5 15
三乙醇胺0.1-1.0
聚丙烯酰胺0.1-1.0
其余為水，其總重量滿足100°/。。 本發(fā)明提出的噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿流體速凝劑的制備方法，具體步驟如下 按重量比稱取硫酸鋁和氟化鈉固體粉末以及水，置于耐酸腐蝕的容器(玻璃、陶瓷
或不銹鋼等)中，加熱至70X^9(TC，加熱過程中攪拌，待固體即將完全溶解的時(shí)候關(guān)閉
加熱源，利用余熱將固體全部溶解，將混合液冷卻至常溫，按重量比稱取三乙醇胺和聚 丙烯酰胺，置于混合液中攪拌均勻，所得淡綠色粘稠溶液即為所需產(chǎn)品。
本發(fā)明中所采用的硫酸鋁為主要速凝成分，通過改變水泥顆粒表面的c電位，影響 石膏的緩凝效果，從而顯著縮短水泥的凝結(jié)時(shí)間，特別是水泥的初凝時(shí)間。氟化鈉能促 進(jìn)水泥內(nèi)部水化物結(jié)構(gòu)的形成，可以提高混凝土的剪切強(qiáng)度、混凝土的抗?jié)B性以及混凝 土與鋼筋的粘結(jié)力，試驗(yàn)表明氟化鈉對(duì)水泥的終凝時(shí)間有顯著的縮短作用。三乙醇胺的 功能在于在一定程度上縮短水泥的凝結(jié)時(shí)間并大幅度地提高混凝土早期強(qiáng)度，特別是
1(1抗壓強(qiáng)度可提高20°/。~40°/。，聚丙烯酰胺是一種有機(jī)增粘組分，常用于水下不分散混 凝土的配制，將其按一定比例加入速凝劑中可改善混凝土的粘聚性，提高一次噴射層的 厚度并提高混凝土與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度，降低噴射過程中的回彈損失，節(jié)約材料。
本發(fā)明為淡綠色粘稠狀液體，密度為1.35g/cm3 1.45g/cm3， Ph值為3.5-4.0，固含 量為40%~50%。
本發(fā)明與現(xiàn)有類似技術(shù)相比，具有如下主要優(yōu)點(diǎn)-
1、環(huán)保型。本發(fā)明在噴射施工過程中粉塵濃度低，可基本實(shí)現(xiàn)無(wú)粉塵噴射施工， 克服了傳統(tǒng)粉狀速凝劑噴射過程中粉塵對(duì)施工人員呼吸系統(tǒng)的危害。此外本發(fā)明為無(wú)毒無(wú)害弱酸性溶液，即使濺落在施工人員皮膚上也不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性危害。
2、 高質(zhì)量混凝土施工。本發(fā)明具有良好的速凝效果、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度無(wú)損 失、噴射過程中粉塵濃度特別低、 一次噴射厚度高，有效提高施工效率，噴射回彈損失 小，節(jié)約材料用量。
3、 成本低廉。本發(fā)明所采用的原料均為市場(chǎng)上常見的工業(yè)級(jí)原料，其原料成本低 廉，對(duì)于改變無(wú)堿液體速凝劑價(jià)格昂貴的局面有重大意義。
4、 適合工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，只需一般的加熱攪拌容器即可，生產(chǎn) 效率高，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l，環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑按硫酸鋁40%、氟化鈉5%、三乙醇胺0.1%、聚 丙烯酰胺0.1%、水54.8%的重量百分比配制而成。摻入水泥重量的7%， 0.4水灰比的 時(shí)候，P.052.5基準(zhǔn)水泥于2min40sec初凝、9min35sec終凝；砂漿配比為標(biāo)準(zhǔn)砂水 泥水=3: 2: l時(shí)，砂漿ld強(qiáng)度10.5Mpa、 28d抗壓強(qiáng)度比超過92。/。。
實(shí)施例2，環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑按硫酸鋁45%、氟化鈉10%、三乙醇胺0.5%、 聚丙烯酰胺0.5%、水44%的重量百分比配制而成。摻入水泥重量的7%， 0.4水灰比的 時(shí)候，P.052.5基準(zhǔn)水泥于2minl0sec初凝、6min55sec終凝；砂漿配比為標(biāo)準(zhǔn)砂水泥 水=3: 2: 1時(shí)，砂漿ld強(qiáng)度12.3Mpa、 28d抗壓強(qiáng)度比超過95%。
實(shí)施例3，環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑按硫酸鋁55%、氟化鈉15%、三乙醇胺1.0%、 聚丙烯酰胺1.0%、水28%的重量百分比配制而成。摻入水泥重量的7%， 0.4水灰比的 時(shí)候，P.052.5基準(zhǔn)水泥于lmin55sec初凝、5min45sec終凝；砂漿配比為標(biāo)準(zhǔn)砂水泥 水=3: 2: 1時(shí)，砂漿ld強(qiáng)度13.0Mpa、 28d抗壓強(qiáng)度比超過95%。
權(quán)利要求
1、一種噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑，其特征在于該速凝劑由硫酸鋁、氟化鈉、三乙醇胺以及聚丙烯酰胺組成，呈淡綠色粘稠液體，各組分的重量百分比為硫酸鋁30～60氟化鈉5～15三乙醇胺0. 1～1.0聚丙烯酰胺0. 1～1.0，其余為水，其總重量滿足100％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑，其特征在于各組分的重量百分比為硫酸鋁40-55氟化鈉5~15 三乙醇胺0.1-1.0 聚丙烯酰胺0.1-1.0其余為水，其總重量滿足100%。
3、 一種如權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下按重量比稱取硫酸鋁和氟化鈉固體粉末以及水，置于耐酸腐蝕的容器中，加熱至70°C 90°C，加熱過程中攪拌，待固體即將完全溶解的時(shí)候關(guān)閉加熱源，利用余熱將固 體全部溶解，將混合液冷卻至常溫，按重量比稱取三乙醇胺和聚丙烯酰胺，置于混合液 中攪拌均勻，所得淡綠色粘稠溶液即為所需產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種噴射混凝土用環(huán)保型無(wú)堿液體速凝劑及其制備方法。無(wú)堿液體速凝劑由硫酸鋁、氟化鈉、三乙醇胺以及聚丙烯酰胺組成的淡綠色粘稠液體，其中硫酸鋁和氟化鈉為主要速凝組分，硫酸鋁可顯著縮短水泥的初凝時(shí)間，氟化鈉則顯著縮短水泥的終凝時(shí)間，同時(shí)氟化鈉還可促進(jìn)水化物結(jié)構(gòu)的形成，提高混凝土的剪切強(qiáng)度和與鋼筋的粘結(jié)力。三乙醇胺在一定程度上縮短了水泥的凝結(jié)時(shí)間并大幅度提高砂漿的1d抗壓強(qiáng)度，聚丙烯酰胺為有機(jī)增粘組分，提高一次噴射層的厚度并提高混凝土與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度，降低噴射過程中的回彈損失，節(jié)約材料。本發(fā)明所用原料來(lái)源廣泛、成本低廉、生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B22/12GK101423356SQ20081020305
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者雄 張, 張永娟, 廉 秦 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)