[发明专利]一种无碱无氯无氟的液体速凝剂及应用及一种混凝土

说明书

本发明提供了一种无碱无氯无氟的液体速凝剂，以质量百分数计，包括：46％‑53％的硫酸铝、5.5％‑6.5％的二乙醇胺、5.0％‑7.0％的草酸、2.0％‑3.0％的氧化镁、0.5％‑1.5％的甘油以及余量的水。该速凝剂通过在恒温水浴和常规搅拌条件下的分步骤混合各原料组分的方法制备得到。该速凝剂适用于喷射混凝土中，可以显著改善混凝土的初凝、终凝时间和1d抗压强度。同时，本发明还提供了一种含有上述无碱无氯无氟的液体速凝剂的混凝土。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种无碱无氯无氟的液体速凝剂及应用及一种混凝土。

背景技术

速凝剂是一种能使水泥或混凝土快速凝结硬化的化学外加剂，是喷射混凝土中必不可少的一种组分。近年来，随着喷锚支护、铁路隧道、矿山、抢修加固和堵漏等工程的大量建设，速凝剂的需求量也越来越大。由于具有施工环境较好、回弹低、后期强度保有率高等优势，无碱液体速凝剂的研制成为了当今速凝剂领域的重点研究方向。

当前广泛使用的无碱液体速凝剂中的主要促凝组分是硫酸铝，为提高硫酸铝溶解度且同时作为促凝组分的含氟化合物被大量用于硫酸铝系液体无碱速凝剂的制备，已成为成熟液体速凝剂的开发主流体系，该类速凝剂存在储存稳定期短、早期强度发展缓慢且对人体与环境有较大危害等问题。因此，无碱无氯无氟的液体速凝剂成为速凝剂领域发展的必然趋势。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种安全环保、稳定性高、水泥凝结时间短、早期强度发展迅速、后期强度保证率高的无碱无氯无氟的液体速凝剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明示例性的提供了一种无碱无氯无氟的液体速凝剂，以质量百分数计，包括：46％-53％的硫酸铝、5.5％-6.5％的二乙醇胺、5.0％-7.0％的草酸、2.0％-3.0％的氧化镁、0.5％-1.5％的甘油以及余量的水。

发明人了解到，目前硫酸铝体系的含氟液体速凝剂普遍存在不够安全环保、稳定性差、水泥胶砂早期强度发展缓慢等问题，而且随着最新标准的出台，对氟离子的含量也做出了明确限制，因此本发明探索无碱液体速凝剂中引入草酸、甘油、氧化镁等组分，寻找它们的合适用量，用来替代目前常用的氟化物以改善液体速凝剂的稳定性和促凝效果并且改善含氟速凝剂水泥胶砂早期强度低的问题。

本发明中加入的硫酸铝、二乙醇胺、甘油起到了缩短水泥凝结时间的作用。二乙醇胺、甘油起到了络合铝离子、提高速凝剂储存稳定性的作用。草酸、氧化镁起到了调节pH的作用。此外，氧化镁的加入引入了镁离子，起到提高水泥胶砂早期强度的作用。

经过申请人多次研究，本发明示例性的提供了一种优化条件下的无碱无氯无氟的液体速凝剂，以质量百分数计，包括：50％的硫酸铝、6.0％的二乙醇胺、6.0％的草酸、2.5％的氧化镁、1％的甘油以及34.5％的水。

本发明示例性的提供了一种无碱无氯无氟的液体速凝剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)将水加入反应容器中，置于恒温水浴加热条件下，取草酸加入到反应容器中，持续搅拌。

(2)在搅拌条件下，待草酸溶解完毕后，将硫酸铝与氧化镁混合后缓慢加入反应容器。

(3)持续搅拌反应至硫酸铝与氧化镁完全溶解，依次加入二乙醇胺和甘油，继续搅拌。

(4)待溶液澄清，停止水浴加热，持续搅拌至自然冷却，最终得到无碱无氯无氟的液体速凝剂。

本发明示例性的提供了一种硫酸铝，为：工业级原料，以降低原材料成本。

本发明示例性的提供了一种恒温水浴的水浴温度为60-65℃。

本发明示例性的提供了一种持续搅拌的搅拌速率为300-400rpm。