[发明专利]一种液体无碱速凝剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种液体无碱速凝剂及其制备方法与应用，该液体无碱速凝剂包括如下重量百分比的组分：硫酸铝20％～50％，十二水硫酸铝钾10％～30％，多元醇5％～10％，有机酰胺1％～5％，烷基木质素磺酸钠1％～5％和甲基丁烯酸3％～5％，溶剂为水，本发明制备得到的液体无碱速凝剂在2wt％～8wt％的掺量下，水泥净浆初凝时间为2～4min、终凝时间为6～8min，并且使砂浆1d的抗压强度达到12～16MPa，28d抗压强度比大于105％，90d抗压强度保留率大于120％，均优于国标规定。整个制备过程中安全可靠、操作简便，对环境安全，在水泥相关领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种液体无碱速凝剂及其制备方法与应用。

背景技术

作为喷射混凝土湿喷工艺的重要组成材料，液体速凝剂具有显著降低喷射施工过程的喷射层滑落、提高一次喷射层厚度、加快喷射混凝土凝结硬化速率等特点。

目前我国市场上的液体速凝剂有两种：一种是有碱速凝剂，一种是无碱速凝剂。有碱速凝剂具有长期储存稳定性良好、掺量低、适应性好等优点，但因其碱含量高(可达20wt％以上)，对作业人员腐蚀性极强，而且混凝土收缩大，后期强度损失较大(28d强度损失约30％)，于是正在逐步被新型液体无碱速凝剂所替代。液体无碱速凝剂不含氯离子、不锈蚀钢筋、不污染环境以及不伤害作业人员的身体。在喷射水泥浆、水泥砂浆、混凝土中掺入高性能的液体无碱速凝剂，能加快水泥的凝结和硬化速度，提高早期强度，对后期强度影响较小，甚至不降低，并大幅度提高混凝土及砂浆的粘聚性和粘接强度、回弹率降低量达80％以上，有效地降低了回弹造成的材料损失，提高了经济效益。由于回弹率大幅度降低，空气中污染和伤害人体的碱性水泥粉尘大幅度减少，保护了环境、加快了施工进度。液体无碱速凝剂还具有微膨胀减缩抗裂功效，大幅度提高了抗渗防水性能，并且具有抗蚀防腐功能，比普通速凝剂抗蚀系数提高50％以上。在环保工程中，高性能的液体无碱速凝剂是喷射高性能混凝土、碱骨料活性混凝土和耐久性混凝土的首选材料，因此，液体无碱速凝剂取代碱性速凝剂是大势所趋。

目前液体无碱速凝剂应用最多的是硫酸铝系。硫酸铝系速凝剂的主要成分是硫酸铝。铝离子可以与水泥水化产物反应使水泥浆体产生凝结，起到速凝效果。硫酸铝作为促凝组分具有很好的效果，提高液体速凝剂的速凝效果，用硫酸铝饱和溶液作为液体速凝剂时，一般掺量达12％时才能满足要求，但过高的掺量会使速凝剂分散不均匀，且对环境有一定的危害，从而降低其适用性。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种的液体无碱速凝剂，以期望解决现有技术中同类速凝剂掺量高，导致速凝剂分散不均匀、环境危害较大、原材料价格昂贵、现场生产较难推广等技术问题。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种液体无碱速凝剂，包括如下重量百分比的组分：硫酸铝20％～50％，十二水硫酸铝钾10％～30％，多元醇5％～10％，有机酰胺1％～5％，烷基木质素磺酸钠1％～5％和甲基丁烯酸3％～5％，溶剂为水。

相比于现有方法，本发明提供的液体无碱速凝剂具有以下优势：

本发明起速凝作用的主要为铝盐，硫酸铝产生的铝离子能够与水泥中的水化产物反应，达到速凝效果；十二水硫酸铝钾为体系引入附加的活性铝离子，缓冲水泥水化后pH的显著变化，稳定体系酸碱度，增加水化产物强度，提高水泥凝结和水化速率，能显著提升速凝效果，增强早期水泥抗压强度；通过引入有机酰胺和多元醇，有效增强了硫酸铝和十二水硫酸铝钾的溶解度，进而获得一种高活性铝离子交联体系，大大提高了水泥的水化速率和早期强度；甲基丁烯酸用于控制体系pH值，提高速凝剂的稳定性，加快水泥水化速率；烷基木质素磺酸钠能够大幅改善水泥的流动性和可塑性，而且可降低有害孔隙，增强抗压强度。

优选地，所述多元醇为聚酯多元醇或聚醚多元醇中的至少一种。