噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑及其制備方法
【專利摘要】一種噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑及其制備方法，速凝劑由下述原料制成：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為1:1～5，醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母液質(zhì)量之和的0.5％～2.5％，穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液質(zhì)量之和的0.3％～2％；穩(wěn)定劑為溫輪膠、EDTA、黃原膠中的一種。制備方法包括如下工藝步驟：鋁酸鹽母液的制備、改性劑的制備、低堿液體速凝劑的制備。本發(fā)明的摻量為水泥質(zhì)量的3％～6％，初凝時間為3min，終凝時間為8min，滿足了JC477-2005《噴射混凝土用速凝劑》的要求，它均一穩(wěn)定，與水泥有較強的適應(yīng)性，能有效降低噴射混凝土施工中的回彈量和粉塵量，它凝結(jié)時間短、后期強度損失小。
【專利說明】噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混凝土外加劑，具體涉及一種濕噴工藝混凝土用低堿液體速凝 齊IJ，屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑。本發(fā)明還涉 及所述液體速凝劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 速凝劑是使水泥快速凝結(jié)硬化的外加劑，主要應(yīng)用于噴射混凝土施工中。在隧道、 地下礦井等工程施工中；噴射混凝土施工具有普通混凝土無可比擬的優(yōu)越性，已經(jīng)成為此 類工程的必須措施。速凝劑的作用是加快噴射混凝土的凝結(jié)硬化，提高其早期強度，這樣為 快速施工奠定了基礎(chǔ)。
[0003] 傳統(tǒng)速凝劑多為粉狀速凝劑，且堿性較大，對噴射混凝土后期強度損失影響很大， 同時對施工人員造成一定的傷害。近年來濕噴技術(shù)的發(fā)展，擴展了噴射混凝土的使用范圍。 用于濕噴混凝土的液體速凝劑包括有堿速凝劑和低堿速凝劑，而常用的有堿速凝劑大多為 強堿性，容易引起噴射混凝土堿骨料反應(yīng)，后期強度損失一般在20% -40%，遠遠達不到工 程要求，對于工程質(zhì)量的穩(wěn)定存在很大隱患。低堿液體速凝劑是指堿含量占速凝劑總質(zhì)量 的4%以下，現(xiàn)有堿性速凝劑堿含量一般在超過18%。市場上的低堿速凝劑價格昂貴，摻量 大，推廣應(yīng)用成本很高。而且，我國現(xiàn)今生產(chǎn)的液體速凝劑性能單一，不能滿足噴射混凝土 各方面的要求。
[0004] 速凝劑的作用效果與水泥中的礦物組分及含量有著密切的關(guān)系，然而水泥的生產(chǎn) 受到原材料、生產(chǎn)工藝等眾多因素的影響，礦物組成差異明顯。在我國，水泥中的非活性摻 合料種類繁多，因此，液體速凝劑與水泥的適應(yīng)性問題非常突出，嚴(yán)重影響其在噴射混凝土 中的應(yīng)用。
[0005] 發(fā)明人檢索到以下專利文獻：CN103819122A公開了一種噴射混凝土用低堿液態(tài) 速凝劑制備方法，該低堿液態(tài)速凝劑主要由鋁酸鹽改性劑、堿金屬鋁酸鹽溶液、有機高分子 材料組成，包括氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鋁；鋁酸鹽改性劑作用是降低堿性，增加溶液 穩(wěn)定性；有機高分子材料主要為增粘劑和減水劑，增粘劑能增強混凝土的粘聚性，降低噴射 時回彈量，減水劑主要提高噴射混凝土后期強度。本發(fā)明的混凝土用高效低堿液態(tài)速凝劑， 摻量一般為水泥質(zhì)量的2%?4. 5%，初凝時間為2min左右，終凝時間為5min左右，后期強 度損失在10%以內(nèi)，該低堿液態(tài)速凝劑穩(wěn)定性好。CN102219423A公開了一種低堿液體速 凝劑的制備方法。制備時先將氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋁按比例加入到水中，在95? 120°C的溫度下，反應(yīng)2?3h的得到鋁酸鹽母液；將氟化鈉先溶于水中，在一定溫度下再將 硅酸鹽加入該水溶液中，制得改性劑；最后將改性劑滴加到鋁酸鹽復(fù)合母液中，充分反應(yīng) 后，制得本發(fā)明的新型低堿液體速凝劑。CN102219426A公開了一種低堿液態(tài)速凝劑及其制 備方法。所述的低堿液態(tài)速凝劑，以硫酸鋁溶液和鋁酸鈉溶液中和生成氫氧化鋁溶膠，再以 硫酸鋁在原溶液體系內(nèi)與氫氧化鋁溶膠聚合反應(yīng)形成聚合硫酸鋁，使速凝劑溶液具有較高 的鋁離子含量及液態(tài)穩(wěn)定性；所述的低堿液態(tài)速凝劑由硫酸鋁、鋁酸鈉及穩(wěn)定劑組成；各 成分的質(zhì)量百分比為：硫酸鋁40?60%，鋁酸鈉6?12%，穩(wěn)定劑0?0. 2%，其余部分為 水。
[0006] 以上這些技術(shù)對于如何使液體速凝劑與水泥有較強的適應(yīng)性、能有效降低噴射混 凝土施工中的回彈量和粉塵量，并未給出具體的指導(dǎo)方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝 齊U，該液體速凝劑與水泥有較強的適應(yīng)性，能有效降低噴射混凝土施工中的回彈量和粉塵 量，同時，它凝結(jié)時間短、后期強度損失小。
[0008] 為此，本發(fā)明還要提供所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑，其技術(shù)方案在于它是由下述組分及質(zhì) 量配比的原料制成的：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì) 量之比為1:1?5,醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的0. 5 %?2. 5%，穩(wěn) 定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的〇. 3%?2% ;所述的穩(wěn)定劑為溫輪膠、 EDTA、黃原膠中的一種。
[0011] 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟：①鋁 酸鹽母液的制備：將氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合三者之一溶于水，力口 熱到100?120°C，再加入氫氧化錯，攪拌反應(yīng)2?4小時，即得到鋁酸鹽母液；當(dāng)原料為 氫氧化鈉或氫氧化鉀時，氫氧化鈉或氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為20%? 40%，余量為水，且鈉離子、鉀離子其中之一與鋁離子摩爾比為1?1. 5:1 ;當(dāng)原料為氫氧化 鈉和氫氧化鉀的組合時，氫氧化鈉的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5%?30%，氫氧 化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5%?40%，余量為水，且鈉離子、鉀離子的摩爾 數(shù)之和與鋁離子摩爾數(shù)之比為1?1. 5:1 ;②改性劑的制備：將甲酸鈉溶于水，加熱至40? 50°C，然后加入氫氧化鋰和碳酸鋰，反應(yīng)0. 5?0. 6小時，形成透明的溶液，即得改性劑，其 中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為20 %?40 %，氫氧化鋰的用量占改性劑的質(zhì)量 百分比為6 %?12 %，碳酸鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為0. 5 %?3 %，余量為水；③低 堿液體速凝劑的制備：將上述鋁酸鹽母液加入到三口燒瓶中，開啟高剪切攪拌，將改性劑進 行滴定加入，溫度控制在40?50°C，滴定時間為2?3小時，控制改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì) 量之比為1:1?5,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)反應(yīng)1?2小時，待混合液變 成透明溶液時，即得低堿液體速凝劑。
[0012] 上述技術(shù)方案中，所述的醇胺為二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺中的一種。上述 氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋁為工業(yè)品，純度大于95%。上述步驟①中，當(dāng)原料為氫氧化 鈉或氫氧化鉀時，鈉離子、鉀離子其中之一與鋁離子摩爾比可以為1.2?1.4:1 ;當(dāng)原料為 氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合時，鈉離子、鉀離子的摩爾數(shù)之和與鋁離子摩爾數(shù)之比可以為 1. 2?1. 4:1。步驟③中改性劑滴定的溫度可以控制在45?50°C之間。
[0013] 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑可以是優(yōu)選下述組分及質(zhì)量配比的 原料制成的：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為 1:4. 5,鋁酸鹽母液的質(zhì)量份數(shù)為100份，改性劑的質(zhì)量份數(shù)為22. 2份，醇胺的質(zhì)量份數(shù)為 1. 22份，穩(wěn)定劑的質(zhì)量份數(shù)為0. 61份，醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的 1. 〇%，穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的0. 5%，所述的醇胺為三乙醇 胺，所述的穩(wěn)定劑為EDTA。其制備方法參見實施例2。
[0014] 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑還可以是優(yōu)選下述組分及質(zhì)量配比 的原料制成的：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比 為1:3. 0,鋁酸鹽母液的質(zhì)量份數(shù)為100份，改性劑的質(zhì)量份數(shù)為33. 3份，醇胺的質(zhì)量份數(shù) 為2. 0份，穩(wěn)定劑的質(zhì)量份數(shù)為1. 33份，醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和 的1.5%，穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的1.0%，所述的醇胺為二乙 醇胺，所述的穩(wěn)定劑為黃原膠或溫輪膠。其制備方法參見實施例3。
[0015] 本發(fā)明的噴射混凝土用低堿液體速凝劑的制備方法，與已有技術(shù)相比，具有以下 優(yōu)點：
[0016] (1)在鋁酸鹽母液的制備過程中，通過控制鈉/鉀離子與鋁離子的摩爾比，以及合 成的鋁酸鈉和鋁酸鉀的含量，提高母液的穩(wěn)定性；（2)采用鋁酸鹽改性劑，有效控制液體速 凝劑的凝結(jié)時間，同時降低鋁酸鹽母液的堿性，滿足低堿要求，pH值在12以下；（3)穩(wěn)定劑 可以增加溶液穩(wěn)定性，能增加混凝土的粘聚性，降低噴射混凝土的回彈量；(4)本發(fā)明所公 開的低堿液體速凝劑均一穩(wěn)定，適應(yīng)性強，按照JC477-2005《噴射混凝土用速凝劑》中標(biāo) 準(zhǔn)要求，對水泥進行凈漿試驗，本發(fā)明的液體速凝劑在3%?6 %的摻量下（即摻量為水泥 質(zhì)量的3 %?6 % )，初凝時間為3min，終凝時間為8min。水泥砂漿試驗，測定1天強度為 10MPa，28天強度比為90%以上。本發(fā)明的液體速凝劑滿足了 JC477-2005《噴射混凝土用 速凝劑》的要求，混凝土后期強度損失在10 %以內(nèi)，使用該液體速凝劑，能有效降低噴射混 凝土施工中的粉塵量和回彈量，提高了噴射混凝土強度，它是一種性能良好的低堿液體速 凝劑。
[0017] 需要說明的是，CN103819122A公開的低堿速凝劑改性劑為碳酸鈉/鉀和硅酸鈉， 而商購的含有此類物質(zhì)的地低堿速凝劑早期就有開裂的風(fēng)險；凈漿試塊在實驗室標(biāo)準(zhǔn)溫度 和濕度下放置7d齡期可見明顯裂紋，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中14d齡期可見明顯裂紋；砂漿試塊在 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下至28d齡期可見細微裂紋，裂紋的產(chǎn)生和擴展會導(dǎo)致侵蝕的加快、強度及 耐久性的降低。本發(fā)明用甲酸鹽和鋰鹽做改性劑，會提高水泥的抗裂性能，在上述條件下， 養(yǎng)護至28d齡期均未見明顯裂紋。CN102219423A公開的低堿速凝劑改性劑為氟化鈉和硅酸 鈉，含有硅酸鈉的速凝劑不同程度的存在后期開裂的風(fēng)險，具體表現(xiàn)在就是90d/28d齡期 抗壓強度比小于100%，本發(fā)明用甲酸鹽和鋰鹽做改性劑，不僅早期強度提高和抗裂性能提 高，后期強度也有不同程度的增長。
[0018] 綜上所述，本發(fā)明的液體速凝劑與水泥有較強的適應(yīng)性，能有效降低噴射混凝土 施工中的回彈量和粉塵量，同時，它凝結(jié)時間短、后期強度損失小。

【具體實施方式】
[0019] 實施例1 :本發(fā)明的（噴射混凝土用低回彈低堿）液體速凝劑是由下述組分及質(zhì) 量配比的原料制成的：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑。其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì) 量之比為1:2.5,本實施例中鋁酸鹽母液的質(zhì)量份數(shù)為100份，改性劑的質(zhì)量份數(shù)為40份， 醇胺的質(zhì)量份數(shù)為2. 8份，穩(wěn)定劑的質(zhì)量份數(shù)為2. 1份。醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母 液質(zhì)量之和的2. 0%，穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液質(zhì)量之和的1. 5%。所述的醇胺 為三乙醇胺，所述的穩(wěn)定劑為溫輪膠。
[0020] 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟：①鋁 酸鹽母液的制備（制取質(zhì)量份數(shù)為1〇〇份的鋁酸鹽母液，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)）： 將30份氫氧化鈉溶于32份水，加熱到120°C，再加入38份氫氧化鋁，攪拌反應(yīng)2小時，即得 到鋁酸鹽母液；氫氧化鈉的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為30%，且鈉離子與鋁離子摩 爾比為1.5:1。②改性劑的制備（制取質(zhì)量份數(shù)為100份的改性劑，以下各原料的份數(shù)為 質(zhì)量份數(shù)）：將30份甲酸鈉溶于57份水，加熱至50°C，然后加入10份氫氧化鋰和3份碳酸 鋰，反應(yīng)0. 5小時（或0. 6小時），形成透明的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性 劑的質(zhì)量百分比為30%，氫氧化鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為10%，碳酸鋰的用量占 改性劑的質(zhì)量百分比為3%。③低堿液體速凝劑的制備：將上述100份鋁酸鹽母液加入到三 口燒瓶中，開啟高剪切攪拌，將40份改性劑進行滴定加入，溫度控制在45°C，滴定時間為3 小時，控制改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為1:2. 5,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑， 繼續(xù)攪拌反應(yīng)1. 5小時，待混合液變成透明溶液時，即得低堿液體速凝劑。
[0021] 實施例2 :本發(fā)明的（噴射混凝土用低回彈低堿）液體速凝劑是由下述組分及質(zhì) 量配比的原料制成的：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑。其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì) 量之比為1:4.5,本實施例中鋁酸鹽母液的質(zhì)量份數(shù)為100份，改性劑的質(zhì)量份數(shù)為22.2 份，醇胺的質(zhì)量份數(shù)為1. 22份，穩(wěn)定劑的質(zhì)量份數(shù)為0. 61份。醇胺的用量為改性劑與鋁酸 鹽母液質(zhì)量之和的1. 〇%，穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液質(zhì)量之和的〇. 5%。所述的 醇胺為三乙醇胺，所述的穩(wěn)定劑為EDTA。
[0022] 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟：①鋁 酸鹽母液的制備（制取質(zhì)量份數(shù)為1〇〇份的鋁酸鹽母液，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)）： 將30份氫氧化鉀溶于40份水，加熱到100°C，再加入30份氫氧化鋁，攪拌反應(yīng)3小時，即得 到鋁酸鹽母液；氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為30%，且鉀離子與鋁離子摩 爾比為1.4:1。②改性劑的制備（制取質(zhì)量份數(shù)為100份的改性劑，以下各原料的份數(shù)為 質(zhì)量份數(shù)）：將25份甲酸鈉溶于63份水，加熱至50°C，然后加入10份氫氧化鋰和2份碳酸 鋰，反應(yīng)0.5小時，形成透明的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分 比為25%，氫氧化鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為10%，碳酸鋰的用量占改性劑的質(zhì)量 百分比為2 %。③低堿液體速凝劑的制備：將上述100份鋁酸鹽母液加入到三口燒瓶中，開 啟高剪切攪拌，將22. 2份改性劑進行滴定加入，溫度控制在50°C，滴定時間為2. 5小時，控 制改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為1:4. 5,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪 拌反應(yīng)1. 0小時，待混合液變成透明溶液時，即得低堿液體速凝劑。
[0023] 實施例3 :本發(fā)明的（噴射混凝土用低回彈低堿）液體速凝劑是由下述組分及質(zhì) 量配比的原料制成的：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑。其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì) 量之比為1:3. 0,本實施例中鋁酸鹽母液的質(zhì)量份數(shù)為100份，改性劑的質(zhì)量份數(shù)為33. 3 份，醇胺的質(zhì)量份數(shù)為2. 0份，穩(wěn)定劑的質(zhì)量份數(shù)為1. 33份。醇胺的用量為改性劑與鋁酸 鹽母液質(zhì)量之和的1. 5%，穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液質(zhì)量之和的1. 0%。所述的 醇胺為二乙醇胺，所述的穩(wěn)定劑為黃原膠（或溫輪膠）。
[0024] 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟：①鋁 酸鹽母液的制備（制取質(zhì)量份數(shù)為100份的鋁酸鹽母液，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)）： 將9份氫氧化鈉和21份氫氧化鉀溶于32份水中，加熱到110°C，再加入38份氫氧化鋁，攪 拌反應(yīng)4小時，即得到鋁酸鹽母液；氫氧化鈉的用量、氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量 百分比分別為9%、21%，且鈉離子、鉀離子的摩爾數(shù)之和與鋁離子摩爾數(shù)之比為1.23:1。 ②改性劑的制備（制取質(zhì)量份數(shù)為100份的改性劑，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)）：將20 份甲酸鈉溶于71份水，加熱至50°C，然后加入8份氫氧化鋰和1份碳酸鋰，反應(yīng)0. 5小時， 形成透明的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為20%，氫氧化鋰 的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為8%，碳酸鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為1%。③低堿 液體速凝劑的制備：將上述100份鋁酸鹽母液加入到三口燒瓶中，開啟高剪切攪拌，將22. 2 份改性劑進行滴定加入，溫度控制在40°C，滴定時間為2. 0小時，控制改性劑與鋁酸鹽母液 的質(zhì)量之比為1:3,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2. 0小時，待混合液 變成透明溶液時，即得低堿液體速凝劑。
[0025] 實施例4 :本發(fā)明的（噴射混凝土用低回彈低堿）液體速凝劑是由下述組分及質(zhì) 量配比的原料制成的：鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì) 量之比為1:1或1:2或1:3或1:4或1:5,醇胺的用量為改性劑與錯酸鹽母液兩者質(zhì)量之和 的0. 5 %或2. 5%，穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的0. 3 %或2%。所 述的穩(wěn)定劑為溫輪膠或EDTA或黃原膠。
[0026] 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟：①鋁 酸鹽母液的制備：將氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合三者之一溶于水，力口 熱到100°C或120°C，再加入氫氧化錯，攪拌反應(yīng)2小時或4小時，即得到鋁酸鹽母液；當(dāng) 原料為氫氧化鈉或氫氧化鉀時，氫氧化鈉或氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比 為20%或40%，余量為水，且鈉離子、鉀離子其中之一與錯離子摩爾比為1:1或1. 5:1 ;當(dāng) 原料為氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合時，氫氧化鈉的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5% 或10%或30%，氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5%或10%或40%，余量為 水，且鈉離子、鉀離子的摩爾數(shù)之和與鋁離子摩爾數(shù)之比為1:1或1. 5:1。②改性劑的制 備：將甲酸鈉溶于水，加熱至40°C或50°C，然后加入氫氧化鋰和碳酸鋰，反應(yīng)0. 6小時，形成 透明的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為20%或40%，氫氧 化鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為6%或12%，碳酸鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為 0. 5%或1. 5%或3%，余量為水。③低堿液體速凝劑的制備：將上述鋁酸鹽母液加入到三口 燒瓶中，開啟高剪切攪拌，將改性劑進行滴定加入，溫度控制在40°C或50°C，滴定時間為2 小時或3小時，控制改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為1:1或1:2或1:3或1:4或1:5,待 溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)反應(yīng)1小時或2小時，待混合液變成透明溶液時，即 得低堿液體速凝劑。
[0027] 上面給出的實施例是對本發(fā)明作的進一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護范 圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進和 調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0028] 以下為本發(fā)明的應(yīng)用實例：本發(fā)明經(jīng)試驗和試用，均取得了良好的技術(shù)效果，有效 試驗資料如下：
[0029] 按照JC477-2005《噴射混凝土用速凝劑》的要求進行水泥凈漿凝結(jié)時間和水泥砂 漿抗壓強度的試驗。其中，液體速凝劑的摻量根據(jù)水泥重量的百分比計算，摻入3%?6%， 所用液體速凝劑為實施例1?3制備的產(chǎn)品。
[0030] 水泥凈漿凝結(jié)時間測定：
[0031] 水泥 400g
[0032] 水 160g
[0033] 水泥砂漿抗壓強度測定：
[0034] 水泥 900g
[0035] 標(biāo)準(zhǔn)砂 1350g
[0036] 水 450g
[0037] 以上水包括速凝劑中的水，實驗時用水量應(yīng)減去速凝劑中水的含量。
[0038] 試驗結(jié)果如表1所示：
[0039] 表1本發(fā)明的液體速凝劑應(yīng)用效果
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑，其特征在于它是由下述組分及質(zhì)量配比 的原料制成的： 鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為1:1?5， 醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的〇. 5 %?2. 5%，穩(wěn)定劑的用量為改性 劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的〇. 3 %?2 % ; 所述的穩(wěn)定劑為溫輪膠、EDTA、黃原膠中的一種； 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟： ① 鋁酸鹽母液的制備：將氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合三者之一 溶于水，加熱到100?120°C，再加入氫氧化鋁，攪拌反應(yīng)2?4小時，即得到鋁酸鹽母液； 當(dāng)原料為氫氧化鈉或氫氧化鉀時，氫氧化鈉或氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比 為20%?40%，余量為水，且鈉離子、鉀離子其中之一與錯離子摩爾比為1?1. 5:1 ;當(dāng)原 料為氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合時，氫氧化鈉的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5%? 30%，氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5%?40%，余量為水，且鈉離子、鉀 離子的摩爾數(shù)之和與鋁離子摩爾數(shù)之比為1?1. 5:1 ; ② 改性劑的制備：將甲酸鈉溶于水，加熱至40?50°C，然后加入氫氧化鋰和碳酸鋰，反 應(yīng)0. 5?0. 6小時，形成透明的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分 比為20%?40%，氫氧化鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為6%?12%，碳酸鋰的用量占 改性劑的質(zhì)量百分比為0. 5%?3%，余量為水； ③ 低堿液體速凝劑的制備：將上述鋁酸鹽母液加入到三口燒瓶中，開啟高剪切攪拌，將 改性劑進行滴定加入，溫度控制在40?50°C，滴定時間為2?3小時，控制改性劑與鋁酸鹽 母液的質(zhì)量之比為1:1?5,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)反應(yīng)1?2小時，待 混合液變成透明溶液時，即得低堿液體速凝劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑，其特征在于上述醇胺 為二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑，其特征在于上述氫氧 化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋁為工業(yè)品，純度大于95 %。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑，其特征在于上述步驟 ①中，當(dāng)原料為氫氧化鈉或氫氧化鉀時，鈉離子、鉀離子其中之一與鋁離子摩爾比為1. 2? 1.4:1 ;當(dāng)原料為氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合時，鈉離子、鉀離子的摩爾數(shù)之和與鋁離子摩 爾數(shù)之比為1. 2?1. 4:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑，其特征在于它是由下 述組分及質(zhì)量配比的原料制成的： 鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為1:4. 5,鋁 酸鹽母液的質(zhì)量份數(shù)為100份，改性劑的質(zhì)量份數(shù)為22. 2份，醇胺的質(zhì)量份數(shù)為1. 22份， 穩(wěn)定劑的質(zhì)量份數(shù)為〇. 61份，醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的1. 0%， 穩(wěn)定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的〇. 5%，所述的醇胺為三乙醇胺，所述 的穩(wěn)定劑為EDTA ; 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟：①鋁酸鹽 母液的制備：制取質(zhì)量份數(shù)為100份的鋁酸鹽母液，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)，將30份 氫氧化鉀溶于40份水，加熱到100°C，再加入30份氫氧化鋁，攪拌反應(yīng)3小時，即得到鋁酸 鹽母液；氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為30%，且鉀離子與鋁離子摩爾比為 1. 4:1 ;②改性劑的制備：制取質(zhì)量份數(shù)為100份的改性劑，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)， 將25份甲酸鈉溶于63份水，加熱至50°C，然后加入10份氫氧化鋰和2份碳酸鋰，反應(yīng)0. 5 小時，形成透明的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為25%，氫 氧化鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為10%，碳酸鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為2%; ③低堿液體速凝劑的制備：將上述100份鋁酸鹽母液加入到三口燒瓶中，開啟高剪切攪拌， 將22. 2份改性劑進行滴定加入，溫度控制在50°C，滴定時間為2. 5小時，控制改性劑與鋁酸 鹽母液的質(zhì)量之比為1:4. 5,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1. 0小時， 待混合液變成透明溶液時，即得低堿液體速凝劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑，其特征在于它是由下 述組分及質(zhì)量配比的原料制成的： 鋁酸鹽母液、改性劑、醇胺、穩(wěn)定劑，其中，改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之比為1:3. 0,鋁 酸鹽母液的質(zhì)量份數(shù)為100份，改性劑的質(zhì)量份數(shù)為33. 3份，醇胺的質(zhì)量份數(shù)為2. 0份，穩(wěn) 定劑的質(zhì)量份數(shù)為1. 33份，醇胺的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的1. 5%，穩(wěn) 定劑的用量為改性劑與鋁酸鹽母液兩者質(zhì)量之和的1. 〇%，所述的醇胺為二乙醇胺，所述的 穩(wěn)定劑為黃原膠或溫輪膠； 所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法包括如下工藝步驟：①鋁酸鹽 母液的制備：制取質(zhì)量份數(shù)為100份的鋁酸鹽母液，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)，將9份 氫氧化鈉和21份氫氧化鉀溶于32份水中，加熱到110°C，再加入38份氫氧化鋁，攪拌反應(yīng) 4小時，即得到鋁酸鹽母液；氫氧化鈉的用量、氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比 分別為9%、21%，且鈉離子、鉀離子的摩爾數(shù)之和與鋁離子摩爾數(shù)之比為1.23:1 ;②改性 劑的制備：制取質(zhì)量份數(shù)為100份的改性劑，以下各原料的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)，將20份甲酸鈉 溶于71份水，加熱至50°C，然后加入8份氫氧化鋰和1份碳酸鋰，反應(yīng)0. 5小時，形成透明 的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為20%，氫氧化鋰的用量占 改性劑的質(zhì)量百分比為8%，碳酸鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為1% ;③低堿液體速凝 劑的制備：將上述100份鋁酸鹽母液加入到三口燒瓶中，開啟高剪切攪拌，將22. 2份改性劑 進行滴定加入，溫度控制在40°C，滴定時間為2. 0小時，控制改性劑與鋁酸鹽母液的質(zhì)量之 比為1:3,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2. 0小時，待混合液變成透明 溶液時，即得低堿液體速凝劑。
7. -種權(quán)利要求1所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法，其特征在 于它包括如下工藝步驟： ①鋁酸鹽母液的制備：將氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合三者之一 溶于水，加熱到105?110°C，再加入氫氧化鋁，攪拌反應(yīng)2?4小時，即得到鋁酸鹽母液； 當(dāng)原料為氫氧化鈉或氫氧化鉀時，氫氧化鈉或氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比 為20%?40%，余量為水，且鈉離子、鉀離子其中之一與錯離子摩爾比為1?1. 5:1 ;當(dāng)原 料為氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合時，氫氧化鈉的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5%? 30%，氫氧化鉀的用量占鋁酸鹽母液的質(zhì)量百分比為5%?40%，余量為水，且鈉離子、鉀 離子的摩爾數(shù)之和與鋁離子摩爾數(shù)之比為1?1. 5:1 ; ② 改性劑的制備：將甲酸鈉溶于水，加熱至40?50°C，然后加入氫氧化鋰和碳酸鋰，反 應(yīng)0. 5?0. 6小時，形成透明的溶液，即得改性劑，其中甲酸鈉的用量占改性劑的質(zhì)量百分 比為20%?40%，氫氧化鋰的用量占改性劑的質(zhì)量百分比為6%?12%，碳酸鋰的用量占 改性劑的質(zhì)量百分比為0. 5%?3%，余量為水； ③ 低堿液體速凝劑的制備：將上述鋁酸鹽母液加入到三口燒瓶中，開啟高剪切攪拌，將 改性劑進行滴定加入，溫度控制在40?50°C，滴定時間為2?3小時，控制改性劑與鋁酸鹽 母液的質(zhì)量之比為1:1?5,待溶液出現(xiàn)膠體，加入醇胺和穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌1?2小時，待 混合液變成透明溶液時，即得低堿液體速凝劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴射混凝土用低回彈低堿液體速凝劑的制備方法，其特征在 于步驟③中改性劑滴定的溫度控制在45?50°C之間。
【文檔編號】C04B103/12GK104193212SQ201410405787
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】王錦宇, 王進春, 康靜, 沈太林, 楊曉鋒, 劉翠芬 申請人:劉翠芬