[发明专利]一种含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于用作建筑材料的混凝土的外加剂，涉及一种含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂及其制备方法。本发明含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂特别适用作喷射混凝土中的速凝剂，可广泛用于铁路与公路隧道、引水涵洞、矿山井巷、地下工程的初期支护和最终衬砌、修复和加固受破坏工程、地基基础和边坡工程，以及薄壳结构与拆板工程等。

背景技术

喷射混凝土不需要或只需要单面模板，就可以向任意方向作薄壁结构，工序简单，方便灵活，有广泛的实用性；速凝剂是喷射混凝土重要的组分材料，能显著缩短混凝土由浆体变为固态所需的时间；初凝时间、终凝时间、回弹率、28d强度保持率等是喷射混凝土重要的关注指标。

现有技术中，传统速凝剂的主要成分为铝氧熟料、碳酸盐、硅酸钠等无机盐，这种速凝剂虽然可以基本满足工程上对凝结时间和早期强度的要求，但是这种速凝剂呈强碱性，强碱的存在很易引起碱集料反应，使混凝土结构发生破坏，后期强度损失一般在30％～40％，不能完全达到施工工程要求，同时速凝剂碱性太强，对施工人员的身体健康造成一定的威胁，对人体的皮肤有强烈的腐蚀伤害作用。为改善这一问题，有研究者在传统的碱性速凝剂中加入三乙醇胺、部分皂化的聚丙烯胺来缩短凝结时间，提高混凝土早期强度，但是这种做法所需速凝剂掺量较高，混凝土28天强度保有率的增加并不明显。为了满足我国高质量的喷射混凝土施工工程要求，无碱液体速凝剂的研究迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂及其制备方法。采用本发明，提供一种无碱、粘结性好、回弹量低、后期强度保存率高、成本适中，能广泛适用于隧道、涵洞、井巷、支护和抢修工程等，可进行大批量生产的新型无碱速凝剂。

本发明的内容是：一种含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂，其特征是：该含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂的组分原料和质量百分比配比为：硫酸铝35％～50％、硫酸镁3％～15％、氟化钠0～15％、有机胺类物质0.125％～0.5％、增稠剂1％～5％、稳定剂1％～5％、余量为水，且各组分之和为100％；

所述有机胺类物质可以为三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、以及四羟乙基乙二胺中的任一种，优选二乙醇单异丙醇胺和四羟乙基乙二胺，在所述掺量范围内可明显缩短混凝土初、终凝时间，有效提高混凝土早期强度，同时还能降低后期强损失。

本发明的内容中：所述含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂的组分原料和质量百分比配比较好的为：硫酸铝38％～46％、硫酸镁7％～10％、氟化钠0～8％、有机胺类物质0.3％～0.5％、增稠剂1％～3％、稳定剂1％～2％、余量为水，且各组分之和为100％。

本发明的内容中：所述氟化钠的质量百分比较好的为0.1～15％。

本发明的内容中：所述增稠剂为聚丙烯酰胺，增稠剂产品生产企业和产品商品名称可以是：河南省巩义市龙源净化材料有限公司，阴离子型无机絮凝剂，含量≥90％；河南省巩义市东风供水材料有限公司，阴离子型无机絮凝剂，含量≥90％；河北恒金泰环保科技有限公司，阴离子型无机絮凝剂，含量≥90％，增稠剂能增加混凝土的粘聚性，降低喷射混凝土的回弹量，提高喷射混凝土一次喷层厚度。

本发明的内容中：所述稳定剂为羟基羧酸，具体可以是乳酸、β-羟基丁酸、酒石酸、柠檬酸、以及水杨酸中的一种或两种以上的混合物，优选酒石酸，作用是防止速凝剂产生沉淀，提高产品保质期。

所述硫酸铝可以采用工业级，含结晶水的产品按纯硫酸铝(即不含结晶水的硫酸铝)计算重量。

所述硫酸镁可以为工业级，优先使用有7个结晶水的工业用硫酸镁，含结晶水的产品按纯硫酸镁(即不含结晶水的硫酸镁)计算重量，能够有效提高混凝土的早期强度，降低混凝土后期强度损失率。

所述氟化钠可以为工业级，使用时氟化钠与水泥中的三价铁离子形成稳定络合物，缩短混凝土凝结时间。

本发明的另一内容是：一种含促凝早强剂有机胺类物质的无碱速凝剂的制备方法，其特征是步骤为：

a、配料：按硫酸铝35％～50％、硫酸镁3％～15％、氟化钠0～15％、有机胺类物质0.125％～0.5％、增稠剂1％～5％、稳定剂1％～5％、余量为水，且各组分之和为100％的组分原料和质量百分比配比取各组分原料，备用；