一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂及其制备工艺的制作方法

本发明涉及混凝土材料领域，尤其涉及一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂及其制备工艺。

背景技术：

混凝土，简称为“砼”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程；速凝剂作为喷射混凝土中重要的外加剂,能显著缩短混凝土的凝结硬化时间,广泛应用于矿山、地下、隧道、引水、堵漏、堤坝护坡加固和矿井巷道支护等t程，该产品经历了早期碱性粉状到近期高碱,低碱及无碱液体速凝剂，干喷法喷射混凝土配合使用粉状速凝剂,由于粉状速凝剂与拌合料混合不均匀,计量不精确,施工中粉尘量很大,回弹也很大,严重污染周围大气,干喷法已属于淘汰落后的施工艺。

近年来,液态速凝剂伴随湿法喷射混凝土施供已经迅速发展起来,湿喷下艺由于施工，质量有保证、效率高和回弹量低等优点,正逐步取代传统的干喷工艺，同时,高碱性速凝剂腐蚀性极强,对施工人员可造成很大的伤害,极易引起碱骨料反应的发生,导致混凝土耐久性下降,后期强度损失严重,其28d抗压强度保留率一般只有65％左右4因此,具有碱含量低,适应范围广,性能优越的新型液体速凝剂已成首选。

现有技术中存在的技术问题

为解决上述问题，本申请中提出一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂及其制备工艺。

技术实现要素：

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂及其制备工艺，本发明具有碱含量低,适应范围广,性能优越的新型液体速凝剂。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂，其特征在于，由以下配比的原料组成：硫酸铝41-57％、氢氧化铝5-8％、氢氟酸24-27％、有机酸0.05-0.1％、有机醇胺0.1-0.2％和聚丙烯酰胺0.05-0.1％，余量为水。

优选的，以下配比的原料组成：硫酸铝41-49％、氢氧化铝5-6.5％、氢氟酸24-25.5％、有机酸0.05-0.07％、有机醇胺0.1-0.15％和聚丙烯酰胺0.05-0.75％，余量为水。

优选的，由以下配比的原料组成：硫酸铝49-57％、氢氧化铝6.5-8％、氢氟酸25.5-27％、有机酸0.07-0.1％、有机醇胺0.15-0.2％和聚丙烯酰胺0.75-0.1％，余量为水。

一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂，具体制备工艺如下：

s1、按质量比称量各组分；

s2、先将氢氧化铝缓慢加入到氢氟酸中，边加边搅拌，得到氟化铝溶液备用；

s3、将硫酸铝加入水中，搅拌使其全部溶解﹔

s4、将氟化铝溶液和硫酸铝溶液混合、搅拌，并缓慢添加有机醇胺、有机酸、聚丙烯酰胺，搅拌直至形成均匀的液体即可。

优选的，在s2中，在常温状态下进行操作，氟化铝溶液为待放热反应完全后得到。

优选的，在s3中，在60-65℃温度下搅拌硫酸铝与水的混合液。

优选的，在s4中，最终得到的速凝剂外观呈乳白色液体，密度为1.3-1.4g/cm³，具有良好的流动性和稳定性。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

可以有效的增加混凝土的黏聚性,降低回弹量和粉尘量,减少凝结时间,保障喷射混凝土后期强度。

附图说明

图1为本发明提出的一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂及其制备工艺中的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图1，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

本发明提出的一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂，其特征在于，由以下配比的原料组成：硫酸铝41％、氢氧化铝5％、氢氟酸24％、有机酸0.05％、有机醇胺0.1％和聚丙烯酰胺0.05％，余量为水。

一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂，具体制备工艺如下：

s1、按质量比称量各组分；

s2、先将氢氧化铝缓慢加入到氢氟酸中，边加边搅拌，得到氟化铝溶液备用；

s3、将硫酸铝加入水中，搅拌使其全部溶解﹔

s4、将氟化铝溶液和硫酸铝溶液混合、搅拌，并缓慢添加有机醇胺、有机酸、聚丙烯酰胺，搅拌直至形成均匀的液体即可。

在一个可选的实施例中，在s2中，在常温状态下进行操作，氟化铝溶液为待放热反应完全后得到。

在一个可选的实施例中，在s3中，在60℃温度下搅拌硫酸铝与水的混合液。

在一个可选的实施例中，在s4中，最终得到的速凝剂外观呈乳白色液体，密度为1.3/cm³，具有良好的流动性和稳定性。

实施例2

在一个可选的实施例中，以下配比的原料组成：硫酸铝49％、氢氧化铝6.5％、氢氟酸25.5％、有机酸0.07％、有机醇胺0.15％和聚丙烯酰胺0.75％，余量为水。

一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂，具体制备工艺如下：

s1、按质量比称量各组分；

s2、先将氢氧化铝缓慢加入到氢氟酸中，边加边搅拌，得到氟化铝溶液备用；

s3、将硫酸铝加入水中，搅拌使其全部溶解﹔

s4、将氟化铝溶液和硫酸铝溶液混合、搅拌，并缓慢添加有机醇胺、有机酸、聚丙烯酰胺，搅拌直至形成均匀的液体即可。

在一个可选的实施例中，在s2中，在常温状态下进行操作，氟化铝溶液为待放热反应完全后得到。

在一个可选的实施例中，在s3中，在65℃温度下搅拌硫酸铝与水的混合液。

在一个可选的实施例中，在s4中，最终得到的速凝剂外观呈乳白色液体，密度为1.4g/cm³，具有良好的流动性和稳定性。

实施例3

在一个可选的实施例中，由以下配比的原料组成：硫酸铝54％、氢氧化铝7％、氢氟酸26％、有机酸0.08％、有机醇胺0.17％和聚丙烯酰胺0.8％，余量为水。

一种混凝土喷射用新型环保无碱速凝剂，具体制备工艺如下：

s1、按质量比称量各组分；

s2、先将氢氧化铝缓慢加入到氢氟酸中，边加边搅拌，得到氟化铝溶液备用；

s3、将硫酸铝加入水中，搅拌使其全部溶解﹔

s4、将氟化铝溶液和硫酸铝溶液混合、搅拌，并缓慢添加有机醇胺、有机酸、聚丙烯酰胺，搅拌直至形成均匀的液体即可。

在一个可选的实施例中，在s2中，在常温状态下进行操作，氟化铝溶液为待放热反应完全后得到。

在一个可选的实施例中，在s3中，在62℃温度下搅拌硫酸铝与水的混合液。

在一个可选的实施例中，在s4中，最终得到的速凝剂外观呈乳白色液体，密度为1.4g/cm³，具有良好的流动性和稳定性。

实施例4

试验

选取实施例1、实施例2和实施例3进行掺速凝剂的水泥凝结时间和水泥砂浆强度；按照gb/t35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》,各项性能指标均值见下表:

表1

以基准水泥为胶凝材料，测定实施例1-3添加量与水泥凝结时间和强度的均值关系，结果见下表：

表2

根据上表可知,实施例1-3中的速凝剂促进了水泥的水化进程,凝结时间随着掺量的增加而逐渐变短,当其掺量大于5％时,凝结时间1d抗压强度和28d抗压强度比均满足表1中的要求,为合格品，当速凝剂用量从5％增加到7％时,终凝时间减小了8.9min,可见对终凝时间的影响更为显著；从试验结果还可看出,当速凝剂掺量在5％-8％时,1d抗压强度均达到十几个兆帕,28d抗压强度比未损失且均大于100％,可以认为实施例1-3中速凝剂在合适的用量范围内,能够明显增加砂浆的后期强度。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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