[发明专利]一种基于三水碳酸镁的无碱无氯混凝土速凝剂

说明书

一种基于三水碳酸镁的无碱混凝土速凝剂及使用方法，属于速凝剂技术领域。速凝剂成分为三水碳酸镁占速凝剂总量的50％‑80％，其他原料总掺量占速凝剂总量的范围为20％‑50％。本速凝剂无碱无氯，使用时对环境、人员影响较小；该速凝剂在较低掺量情况下，促凝效果显著，不同水泥的凝结时间均可满足GB/T 35159‑2017混凝土使用速凝剂要求，对28d抗压强度增26.7％‑33.0％，对不同水泥的适应性良好。可避免增加碱总含量而引起碱集料反应和对钢筋等产生锈蚀。此外，其他辅助材料之一为能降低拌和物溶液中的钙离子浓度的物质，如磨细矿渣等；另一种为作为晶种的碳酸盐物质，如碳酸钙等,可提高混凝土的密实性、耐久性性能，提高混凝土后期强度，绿色环保，满足不同环境条件的施工要求。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种基于三水碳酸镁的无碱无氯混凝土速凝剂。

背景技术

速凝剂对混凝土的凝结速度有着重要的影响，是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂，其效果的好坏直接影响到喷射混凝土的喷射质量及使用性能。速凝剂的作用是加速水泥的水化硬化，在很短的时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求。速凝剂广泛地应用于公路，铁路，桥梁，矿山、井巷、峒洞、隧道、国防、水利等工程施工及防漏堵漏、地面混凝土快速施工和混凝土紧急抢险工程之中。

传统的含碱速凝剂主要成分为铝氧熟料，碱含量高会对施工工人身体带来一定的危害。此外，掺入含碱量高的速凝剂后，后期强度有所损失，一般28d强度损失30％～50％之多。碱性速凝剂会明显增大喷射混凝土的收缩(90d收缩增加30％～50％),降低混凝土的抗冻性(20％)和抗渗性(20％)。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。

目前国内无碱粉状速凝剂在施工中往往存在速凝剂对水泥种类适应性差，浆料和易性差，扬尘和回弹率高的问题。以早强矿物作为主要速凝成分的无碱粉状速凝剂在制作时需要高温煅烧，热耗较大，成本较高。

目前国内无碱液体速凝剂也主要采用硫酸铝、工业Al(OH)₃、HF作为速凝组分。虽然无碱液体速凝剂和传统粉状速凝剂相比具有诸多优点,但是由于无碱液体速凝剂较高的价格以及湿喷机高昂的机械成本。近期研究的聚合物改性速凝剂又存在成本高，制备工艺复杂的问题。

因此本研究速凝剂，以三水碳酸镁为主要成分，其他材料可以辅助改善混凝土的性能，目前三水碳酸镁的制备工艺多样且成熟；其速凝组分和原理与目前速凝剂完全不同，促凝效果好，初凝时间与终凝时间相距较小，为低掺量无碱无氯型，可避免增加碱总含量而引起碱集料反应和不会对钢筋等产生锈蚀，提高了28d抗压强度，对不同水泥的适应性良好。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供一种基于三水碳酸镁的新型无碱无氯混凝土速凝剂，通过目前生产技术成熟的三水碳酸镁为主要成分，与辅助材料如矿渣粉、碳酸钙等类似物质，按照一定的配合比进行充分混合后，可借助喷射混凝土等施工工艺，以一定掺量与水泥进行充分混合，达到速凝的效果。

本发明采用如下具体技术方案：

一种基于三水碳酸镁的无碱无氯混凝土速凝剂，以重量百分数为计量，三水碳酸镁作为主要成分占速凝剂总量的50％-80％，其他辅助材料总掺量占速凝剂总量的范围为20-50％。

进一步的，所述三水碳酸镁和其他辅助材料具体为：三水碳酸镁和其他辅助材料均为粉状材料。

进一步的，所述其他原料具体为：其他辅助材料之一为能降低拌和物溶液中的钙离子浓度的物质，例如粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉(包括粒化高炉矿渣、电炉粉等)、烧粘土、天然火山灰质材料(如凝灰岩粉、沸石岩粉等)及磨细自燃煤矸石等人造或天然的矿物材料以及工业废料；另外一种为作为晶种的碳酸盐物质，如碳酸钙等。