一種無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)粉狀速凝劑存在溶解速度慢，不易分散等缺點(diǎn)，且僅能應(yīng)用于干噴工藝施工。同時(shí)，大部分粉狀速凝劑含有強(qiáng)堿性物質(zhì)，易對(duì)施工工人眼睛和皮膚造成傷害，且易導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低、表面開(kāi)裂、剝落甚至坍塌。研究顯示，粉狀速凝劑28d抗壓強(qiáng)度保留率一般為65%左右，嚴(yán)重制約了其在水利、隧道等工程上的應(yīng)用。近年來(lái)，濕法噴射技術(shù)的不斷發(fā)展加快了濕法噴射混凝土的廣泛使用。濕法噴射混凝土常用的液體速凝劑主要有堿性液體速凝劑和無(wú)堿液體速凝劑。國(guó)外生產(chǎn)的大多數(shù)速凝劑雖然性能優(yōu)良，但價(jià)格偏高。國(guó)內(nèi)研制的大多數(shù)液體速凝劑極大的克服了干噴混凝土施工過(guò)程中粉塵大、不易分散等缺點(diǎn)，但摻入了大量的堿性液體，從而導(dǎo)致噴射混凝土的后期強(qiáng)度明顯降低以及抗?jié)B等耐久性能下降等問(wèn)題。近期，無(wú)堿液體速凝劑由于可提高噴射混凝土的后期強(qiáng)度、提高抗?jié)B能力，受到了人們的普遍關(guān)注。南京工業(yè)大學(xué)程建坤等(無(wú)堿液態(tài)水泥速凝劑合成方法的研究)研究的無(wú)堿液態(tài)NSA速凝劑在質(zhì)量濃度為5% -8%的氨水中制備出聚合硫酸鋁作為促凝成分，將乳酸和三乙醇胺復(fù)合作為穩(wěn)定劑。檢測(cè)結(jié)果顯示當(dāng)速凝劑摻量為9%時(shí)，水泥的初凝時(shí)間為
3.2min，終凝時(shí)間為6.8min，水泥砂漿的Id和28d抗壓強(qiáng)度分別為10.9MPa和56.7MPa。此方法生產(chǎn)的速凝劑克服了堿性粉狀速凝劑所導(dǎo)致的混凝土 28d抗壓強(qiáng)度嚴(yán)重?fù)p失的缺陷，但速凝劑摻量大，混凝土生產(chǎn)成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。中國(guó)專利CN 103553406將大顆粒聚合硫酸鋁過(guò)80-150目篩備用，攪拌下將過(guò)篩的聚合硫酸鋁加入55-75°C去離子水中，再緩慢滴加醇胺、穩(wěn)定劑、硫酸鎂、無(wú)機(jī)酸，制備出一種基于工業(yè)聚合硫酸鋁的無(wú)堿、無(wú)氯液體速凝劑。該法生產(chǎn)的速凝劑堿含量小于1 %，且速凝效果好，但含固量為49% -54%,使混凝土外加水用量大大增加，不利于其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化價(jià)值。中國(guó)專利CN 103396027將硫酸鋁、檸檬酸鋁、羥基羧酸、氨水、聚丙烯酰胺、水依次投入到反應(yīng)釜中，在60-80°C下加熱、攪拌均勻，制備出一種新型無(wú)堿液體速凝劑。該法生產(chǎn)的速凝劑強(qiáng)度高，但在生產(chǎn)過(guò)程中由于氨水的加入，對(duì)混凝土的耐久性有一定影響，限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。中國(guó)專利CN 103803838將聚合硫酸鋁過(guò)180目篩備用，攪拌下向去離子水中加入聚合硫酸鋁，聚乙烯亞胺和木質(zhì)素磺酸鈉制備出一種速凝劑。該法生產(chǎn)的速凝劑具有凝結(jié)速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)原料粒度要求高，且后期強(qiáng)度比只能達(dá)80%，阻礙了該速凝劑的商業(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法，旨在提供一種無(wú)氯、無(wú)堿，后期強(qiáng)度比高，與水泥的適應(yīng)性好，穩(wěn)定性高的液體速凝劑制備方法。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法，所述無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法將聚乙二醇改性之后的膨潤(rùn)土引入液態(tài)速凝劑中。
[0005]進(jìn)一步，所述無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法包括以下步驟:
[0006]步驟一，在30_50°C下，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6% -8%的檸檬酸鈉溶液中加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為28% -45%硫酸鋁制得氫氧化鋁膠體；
[0007]步驟二，在50_90°C下，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)將2% -10%的硫酸鋁溶于去離子水中，向該溶液加入預(yù)先制備好的氫氧化鋁膠體，制得聚合硫酸鋁母液；
[0008]步驟三，在50-80°C下，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)加入5% -14%的聚羧酸減水劑、3% -15%的改性劑、0.5% -5%穩(wěn)定劑和0.1% -1%的增稠劑，再加入磷酸調(diào)節(jié)pH為4-6，制得無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑。
[0009]進(jìn)一步，所述改性劑為經(jīng)聚乙二醇改性的膨潤(rùn)土。
[0010]進(jìn)一步，所述穩(wěn)定劑為乳酸，三乙醇胺或二者的混合物。
[0011]進(jìn)一步，所述增稠劑為聚丙烯酰胺，纖維素或二者的混合物。
[0012]進(jìn)一步，所述改性劑的具體制備方法為:將粉碎，干燥后的膨潤(rùn)土加入去離子水?dāng)嚢?，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% -25%的懸濁液，再向上述懸濁液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -12%的聚乙二醇溶液混合均勻，在70_90°C下反應(yīng)l_2h，經(jīng)抽濾，烘干，研磨，制得改性膨潤(rùn)土。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法的無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括:硫酸鋁30% -55%，檸檬酸鈉6% _8%，聚羧酸減水劑5% -14%，改性劑3% -15%，穩(wěn)定劑0.5% _5%，增稠劑0.1% _1%，余量為水。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用所述無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法制備無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的噴射混凝土。
[0015]本發(fā)明提供的無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法，使用改性膨潤(rùn)土作為改性劑制備液體速凝劑，有助于初期C3A的形成，具有方法簡(jiǎn)單，粘接性好，與水泥適應(yīng)性強(qiáng)，后期強(qiáng)度比高，體系性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。本發(fā)明將聚乙二醇改性之后的膨潤(rùn)土引入液態(tài)速凝劑中，利用膨潤(rùn)土優(yōu)良的陽(yáng)離子交換性和粘接性等特點(diǎn)，有利于提高活性鋁離子在液體速凝劑中的濃度，并一定時(shí)間內(nèi)維持速凝劑性質(zhì)穩(wěn)定，提升速凝劑的適應(yīng)性和后期強(qiáng)度，從而優(yōu)化速凝劑的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
[0019]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑的制備方法。本發(fā)明所述液體速凝劑組成為:硫酸鋁30% -55%，檸檬酸鈉6% _8%，聚羧酸減水劑5% -14%，改性劑3% -15%，穩(wěn)定劑0.5% -5%，增稠劑0.1 % -1 %，余量為水。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的具體制備步驟如下:
[0021]S101:在30_50°C下，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6% _8%的檸檬酸鈉溶液中加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為28% -45%硫酸鋁制得氫氧化鋁膠體；
[0022]S102:在50_90°C下，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)將2% -10%的硫酸鋁溶于去離子水中，向該溶液加入預(yù)先制備好的氫氧化鋁膠體，制得聚合硫酸鋁母液；
[0023]S103:在50-80°C下，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)加入5% -14%的聚羧酸減水劑、3% -15%的改性劑、0.5% -5%穩(wěn)定劑和0.1% -1 %的增稠劑，再加入磷酸調(diào)節(jié)pH為4-6，制得無(wú)堿無(wú)氯液體速凝劑。
[0024]本發(fā)明所用改性劑為經(jīng)聚乙二醇改性的膨潤(rùn)土。
[0025]改性劑的具體制備方法為:將粉碎，干燥后的膨潤(rùn)土加入去離子水?dāng)嚢瑁渲瞥少|(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% -25%的懸濁液，再向上述懸濁液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -12%的聚乙二醇溶液混合均勻，將其在70-90°C下反應(yīng)l_2h，經(jīng)抽濾，烘干，研磨，制得改性膨潤(rùn)土。
[0026]本發(fā)明所用的穩(wěn)定劑為乳酸，三乙醇胺或二者的混合物。
[0027]增稠劑為聚丙烯酰胺，纖維素或二者的混合物。
[0028]通過(guò)以下具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。
[0029]實(shí)施例1
[0030]將粉碎，干燥后的膨潤(rùn)土加入去離子水?dāng)嚢?，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的懸濁液，再向上述懸濁液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚乙二醇溶液混合均勻