[发明专利]一种无碱速凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及工程材料技术领域，尤其是涉及一种无碱速凝剂及其制备方法和应用，其中，无碱速凝剂包括以下质量百分数的组分：硫酸铝40‑55％，硝酸铝10‑15％，醇胺5.2‑10.8％，氟硅酸镁1‑1.5％，硅酸盐1‑5％和稳定剂0.5‑1％，余量为水；所述稳定剂为海泡石、沸石或硅藻土中的任意一种或多种以任意比例混配的组合物。本发明的无碱速凝剂主要由硫酸铝、硝酸铝、醇胺、氟硅酸镁、硅酸盐组成，含氟量极低，且不含有其他有害物质，绿色环保，不会对人体造成伤害；而使用本发明的无碱速凝剂用于喷射混凝土时，速凝剂添加量少，其净浆初凝时间、终凝时间，砂浆1d抗压强度、28d抗压强度比、90天抗压强度保留率等，均可满足不同类型的水泥喷射混凝土的施工要求，具有良好的水泥适应性。

技术领域

本发明涉及工程材料技术领域，尤其是涉及一种无碱速凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

喷射混凝土是依靠压缩空气的力量迅速地将掺加了速凝剂的混凝土喷射到建筑物表面或者岩面，并与之粘结在一起，同时起到填充表面凹坑和裂缝的作用，将建筑物或岩面加固形成完整稳定并具有一定强度的结构，进而起到加强或保护建筑物或岩面的作用。良好的喷射混凝土具有早期强度高、后期强度损失小、可控制的拌合运输延时、必要的良好泵送性、低回弹率和良好的密实度等优点，故被广泛应用于煤矿井巷、隧道、水电站地下洞室、高速公路边坡中，已成为边坡修护、巷道修复加固、道路快速抢修加固、堵漏的一种良好技术方案。

速凝剂是一种使水泥或混凝土快速凝结和硬化的混凝土外加剂，其主要作用是可以增加喷射混凝土一次的喷射厚度，缩短二次喷射之间的间隔，同时提高混凝土早期强度，以便及时提供支护抗力。速凝剂能够提高水泥中的铝酸三钙、硅酸三钙等矿物的水化速率，短时间内形成水化铝酸钙、水化硅酸钙、钙矾石等水化产物，大大缩短了混凝土的硬化凝结时间，提高了混凝土的早期强度。速凝剂能使混凝土在几分钟内凝固，并具有较高的早期强度，以达到抢修或井巷中混凝土快速凝结的目的。目前已经广泛应用于现代地下工程、矿山工程、隧道工程、水电站地下结构、堵漏和抢险等工程。

速凝剂用于喷射混凝土的主要施工工艺有干喷法和湿喷法，干喷法通常采用粉状有碱速凝剂，湿喷法通常采用液体速凝剂，液体速凝剂又分为液体有碱速凝剂和液体无碱速凝剂。

传统的粉状有碱速凝剂主要以碱金属铝酸盐、碳酸盐、硅酸盐物质为主，其存在碱性大、腐蚀性强、污染环境、易对施工人员造成严重伤害等缺点，且混凝土后期强度损失甚至可高达30％左右。再加上干喷法喷射混凝土技术普遍具有粉尘大、回弹量大、喷射混凝土强度分布不均匀等缺点，因此，粉状有碱速凝剂正逐渐被液体速凝剂替代。配合湿喷工艺的速凝剂多为液体速凝剂，常规液体速凝剂因含有有害物质，容易对人体造成伤害，还会导致喷射的混凝土后期强度偏低、抗渗效果差；而液体速凝剂由于存在大量水分，其有效成分固含量低，为了加快凝固时间，必须增加液体速凝剂的用量，这也会影响混凝土后期强度和抗渗性能。

液体速凝剂主要以铝化合物和有机物为主，其中，无定形氢氧化铝近年来也被用于制备无碱液体速凝剂，但铝盐溶解度比较小、不易贮存，此外，市面上的液体速凝剂常掺有含氟化合物作为速凝成分，长期使用严重影响施工人员健康，混凝土后期强度损失也在5-20％。

因此，开发一种可满足湿喷工艺的需求，且有害物质含量极少，不会对人体造成伤害的环保高效无碱速凝剂，是本领域亟需解决的一项技术问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种无碱速凝剂，该速凝剂绿色环保，不会对人体造成伤害；

本发明的第二目的在于提供一种简单便捷的无碱速凝剂的制备方法。

本发明提供的一种无碱速凝剂，包括以下质量百分数的组分：硫酸铝 40-55％，硝酸铝10-15％，醇胺5.2-10.8％，氟硅酸镁1-1.5％，硅酸盐1-5％和稳定剂0.5-1％，余量为水；

所述稳定剂为海泡石、沸石或硅藻土中的任意一种或多种以任意比例混配的组合物。