[发明专利]一种无碱速凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种无碱速凝剂及其制备方法和应用。所述无碱速凝剂的制备原料包括：硫酸铝、有机胺、氟盐、镁盐、弱酸类助催化剂、环氧树脂、环氧固化剂和水。本发明所述无碱速凝剂在掺量很低的情况下，仍能够使混凝土快速凝结，初凝时间和终凝时间较短，一天强度高，并可使后期强度具有较高的强度保留率，且生产过程中不污染环境，产品安全可靠。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂领域，具体涉及种无碱速凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

速凝剂是一种能使混凝土混凝土在很短时间内凝结硬化而又不太影响混凝土后期强度的混凝土外加剂，主要用在喷射混凝土和喷射砂浆工程中，起加固建筑结构的表面、修复因机械施工造成的表面凹层和裂缝等的作用。常用在隧道、矿井内壁加固、道路的快速修补、钢结构的保护层等施工中应用。传统的速凝剂虽然能满足喷射混凝土的使用但也存在一些问题，比如碱性强、腐蚀性大、这会对施工工人的身体健康产生危害，还具有环境污染等缺点。

由于传统速凝剂会引起混凝土碱骨料反应，导致混凝土后期强度和耐久性下降。而无碱液体速凝剂具有安全环保、无腐蚀性等优点，因此可以解决传统速凝剂由于碱含量高引发的一系列问题，然而目前制备的无碱速凝剂仍存在一些问题，如成本高、掺量偏高以及一天强度提升慢。

CN110627400A公开了一种一种无碱速凝剂及其制备方法和应用，所述无碱速凝剂按照重量份数包括如下组分：30-65重量份硫酸铝、2-10重量份有机胺、 3-10重量份催化剂A、1-3重量份催化剂B、3-6重量份助剂、25-50重量份水；所述催化剂A包括含磷酸基团和铝离子的盐类化合物；所述催化剂B包括含有羧基和羟基的化合物。该无碱速凝剂在硫酸铝-有机胺反应体系中引入两种不同类型的催化剂，使硫酸铝与有机胺的络合反应更为完全，虽然其具有较快的凝固速率，但混凝土的密实差，孔隙率较高，导致混凝土的表面强度和耐久性差。

CN109133707A公开了一种无碱液体速凝剂及其制备方法，该速凝剂包括如下质量份的组分：聚合硫酸铝40-50份、甲酸钙0-5份、六硅酸镁5-10份、有机胺1-10份、稳定剂1-5份、氢氧化锂1-3份、聚丙烯酰胺1-3份、甲基纤维素0-0.5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0-1份、水25-40份。该速凝剂适应性好，掺量低，凝结速度快，然而同样存在混凝土的密实差，孔隙率高的问题，导致其在碱性强、污染环境中强度下降。

因此，本领域亟待开发一种在掺杂量较小的情况下实现快速凝固、可长期储存、使用安全且一天强度较高的无碱速凝剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无碱速凝剂及其制备方法和应用。所述无碱速凝剂在较低掺量下可实现快速凝固，且具有满足要求的一天强度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种无碱速凝剂，所述无碱速凝剂的制备原料包括：硫酸铝、有机胺、氟盐、镁盐、弱酸类助催化剂、环氧树脂、环氧固化剂和水。

本发明所述无碱速凝剂在硫酸铝和有机胺的反应体系中加入氟盐来调节初终凝时间，加入镁盐和弱酸类助催化剂来进一步提高体系的强度，无需加入氢氟酸等强酸做催化剂。并通过引入环氧树脂能够降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性，改善混凝土的孔结构以及微裂缝，从而提升混凝土的表面强度和耐久性，同时减弱氯离子渗透能力。本发明所述无碱速凝剂的掺量很低的情况下仍能满足标准要求的凝结时间，一天强度较高且具有很好的普适性。

优选地，所述无碱速凝剂的制备原料按重量份数计包括：硫酸铝30-70份、有机胺1-10份、氟盐1-10份、镁盐1-10份、弱酸类助催化剂1-5份、环氧树脂0.3-2.0份、环氧固化剂0.01-0.2份和水20-60份。