專利名稱：一種無堿無氯增強(qiáng)型粉狀混凝土速凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域中的速凝劑，具體為一種適用于噴射混凝土、砂漿、水泥凈漿等的無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑。
背景技術(shù)：
混凝土外加劑是工程建設(shè)過程中不可或缺的建材產(chǎn)品，被稱為混凝土的第五組分。噴射混凝土用速凝劑是混凝土外加劑中非常重要的一種產(chǎn)品。噴射混凝土速凝劑能加快混凝土拌合物的凝結(jié)速度，提高早期強(qiáng)度，能有效防止隧道或地下礦井、邊坡、建筑物坑基發(fā)生崩塌、滑坡，起到臨時(shí)支護(hù)或永久支護(hù)的作用。因此噴射混凝土必須在要求的時(shí)間內(nèi)達(dá)到初凝和終凝，并達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度。要達(dá)到上述要求就必須向混凝土中加入速凝劑。噴射混凝土速凝劑的發(fā)展有著悠久的歷史，大致經(jīng)歷了四個(gè)階段第一階段主要是以鋁氧熟料、純堿或石灰?guī)r為主要原料的無機(jī)物速凝劑；第二階段則以添加具有特定功·能的有機(jī)材料制成的復(fù)合型速凝劑；第三階段為粉劑無堿速凝劑。第四階段為液態(tài)速凝劑。第一階段純無機(jī)物類速凝劑。這類速凝劑國內(nèi)外種類繁多，國外比較著名的有前西德Tricosal和Isecret，日本的P-500，瑞典的Sigunit和SIKA及前蘇聯(lián)的一些產(chǎn)品。我國大多數(shù)廠家生產(chǎn)這類產(chǎn)品，多數(shù)是以鋁氧熟料為主要成分，加入一定比例純堿制備而成。主要品種有紅星一型、711型、堯山型、陽泉一型、782型、J85型等等。這種速凝劑呈堿性且使混凝土后期強(qiáng)度降低，28天強(qiáng)度保有率僅為6(Γ80%。第二階段含有高分子材料的增稠劑等成分的復(fù)合型速凝劑。日本研制過丙烯酸胺-丙烯酸鈉共聚物作為噴射混凝土粉塵抑制劑；前西德報(bào)導(dǎo)過一種速凝劑由三乙醇胺、部分皂化的聚丙烯酰胺-丙烯酸-丙烯腈三元共聚物為主的噴射混凝土添加劑；冶金部建筑研究院研制過8604型添加劑，二者都使回彈量有所降低，但是均需與摻量達(dá)到8%的782型速凝劑混合使用，導(dǎo)致混凝土后期強(qiáng)度降低較大。第三階段粉劑無堿速凝劑。這種速凝劑以氫氧化鋁、硫酸鋁、蒙脫土、高嶺土或其組合物為主要原料，這種速凝劑含堿量有所降低。但是往往不能夠滿足施工工程對混凝土早期強(qiáng)度的要求，且噴射時(shí)粉塵較大。第四階段液體速凝劑。液體速凝劑是對粉狀速凝劑進(jìn)行的改良，液體速凝劑的使用有效的降低了混凝土的回彈。目前工程上常用的液體速凝劑包括以硅酸鈉、鋁酸鈉為主的堿性液體速凝劑和低堿(或無堿)液體速凝劑。其中堿性液體速凝劑的含堿量高，易對施工人員的身體造成傷害。同時(shí)強(qiáng)堿性速凝劑使水泥在水化初期形成疏松的鋁酸鹽水化物結(jié)構(gòu)，增加了發(fā)生混凝土堿集料反應(yīng)的可能性，對混凝土的后期強(qiáng)度和耐久性能有明顯的削弱作用。另外，無堿的液體速凝劑價(jià)格普遍偏高，且存在長期放置出現(xiàn)分層、穩(wěn)定差的問題。從速凝劑的應(yīng)用現(xiàn)狀看來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，速凝劑的使用范圍越來越廣，用量越來越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年我國速凝劑產(chǎn)量約為35. 4萬噸，2009年產(chǎn)量達(dá)到100. 71萬噸，其中粉體占74. 32%，液體占25. 68%。而液體速凝劑的比例在逐年增大，但由于液體速凝劑在價(jià)格和性能等方面的原因，目前工程上使用的速凝劑仍以粉狀的速凝劑居多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無堿無氯的混凝土速凝劑，在促進(jìn)水泥凝結(jié)的同時(shí)，能夠不降低混凝土的強(qiáng)度，無論是早期強(qiáng)度還是后期強(qiáng)度。一種無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑，其特征是由下列重量比的成分組成
石骨1 3份
硫酸鋁3飛份
硫鋁酸鹽水泥熟料4飛份。
優(yōu)選方案一，由下列重量比的成分組成
石骨3份
硫酸鋁4. 5份
硫鋁酸鹽水泥熟料 5份。
優(yōu)選方案二，由下列重量比的成分組成
石骨2份
硫酸鋁4. 5份
硫鋁酸鹽水泥熟料 5份。所說的硫酸招為工業(yè)硫酸招，Al2O3含量大于15%,含結(jié)晶水的廣品按純硫酸招計(jì)算重量。所說的硫鋁酸鹽水泥熟料中，主要成分CaO的含量為6(T70%、Si02的含量為4 8%、Al2O3的含量為15 18%，SO3的含量為7 8%。所說的石膏為無水硫酸鈣，也可以是半水硫酸鈣或者二水硫酸鈣煅燒脫水而成。本發(fā)明的制備方法是硫酸鋁在300°C煅燒至無水，進(jìn)行研磨，細(xì)度用220目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過，篩余量小于5%。硫鋁酸鹽水泥熟料粉磨細(xì)度用250目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過，篩余量小于5%。將煅燒粉磨后的硫酸鋁、硫鋁酸鹽水泥熟料和無水石膏混合均勻即可。本發(fā)明的無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑可產(chǎn)生很好的效果。能夠使水泥在3分鐘內(nèi)初凝，10分鐘內(nèi)終凝，早期強(qiáng)度迅速發(fā)展的同時(shí)，后期強(qiáng)度不降低。本發(fā)明的無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑無毒、無味、無刺激，不傷害人體，對于混凝土內(nèi)部的鋼筋無銹蝕作用。本發(fā)明的無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑，制備方法簡單，成本低，對儀器設(shè)備要求低，適用于大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
硫酸鋁在300°C煅燒至無水，進(jìn)行研磨，細(xì)度用220目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過，篩余量小于5%。硫招酸鹽水泥熟料I粉磨細(xì)度用250目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過,篩余量小于5%,硫招酸鹽水泥熟料I的組成成分如表I所示。將煅燒粉磨后的硫酸鋁、硫鋁酸鹽水泥熟料和無水石膏按重量比4. 5:5:3進(jìn)行混合即可。實(shí)施例2
硫酸鋁在290°C煅燒至無水，進(jìn)行研磨，細(xì)度用220目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過，篩余量小于5%。硫招酸鹽水泥熟料2粉磨細(xì)度用250目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過,篩余量小于5%,硫招酸鹽水泥熟料2的組成成分如表I所示。將煅燒粉磨后的硫酸鋁、硫鋁酸鹽水泥熟料和無水石膏按重量比
4.5:5:2進(jìn)行混合即可。實(shí)施例3
硫酸鋁在310°C煅燒至無水，進(jìn)行研磨，細(xì)度用220目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過，篩余量小于5%。硫鋁酸鹽水泥熟料3粉磨細(xì)度用250目的標(biāo)準(zhǔn)篩通過，篩余量小于5%，硫鋁酸鹽水泥熟料3的組成成分如表I所示。將煅燒粉磨后的硫酸鋁、硫鋁酸鹽水泥熟料和無水石膏按重量比
4.5:5:2. 5進(jìn)行混合即可。本發(fā)明的速凝劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC477-2005《噴射混凝土用速凝劑》的規(guī)定。按標(biāo)準(zhǔn)，將制備實(shí)施例1、2和3中的速凝劑分別以占水泥重量的12. 5%和11. 5%和12%加入水泥砂漿試樣中，測試凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度，同時(shí)與未摻速凝劑的空白水泥進(jìn)行對比。測試結(jié)果見表2。
表I硫鋁酸鹽水泥熟料組成成分表
權(quán)利要求
1.一種無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑，其特征是由下列重量比的成分組成石骨1 3份硫酸鋁3飛份 硫鋁酸鹽水泥熟料4飛份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的速凝劑，由下列重量比的成分組成石骨3份 硫酸鋁4. 5份 硫鋁酸鹽水泥熟料 5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的速凝劑，由下列重量比的成分組成石骨2份 硫酸鋁4. 5份 硫鋁酸鹽水泥熟料 5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的速凝劑，所述的硫鋁酸鹽水泥熟料中，主要成分CaO的含量為60 70%、SiO2的含量為4 8%、Al2O3的含量為15 18%、SO3的含量為7 8%。
全文摘要
一種無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域中的速凝劑，具體為一種適用于噴射混凝土、砂漿、水泥凈漿等的無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑。一種無堿無氯增強(qiáng)型粉狀速凝劑，其特征是由下列重量比的成分組成石膏1~3份，硫酸鋁3~5份，硫鋁酸鹽水泥熟料4~6份。生產(chǎn)方法為將硫酸鋁煅燒脫水后粉磨，與硫酸鈣和硫鋁酸鹽水泥熟料粉末混合即可。本發(fā)明有顯著的速凝提強(qiáng)作用，對于后期強(qiáng)度沒有損害。本發(fā)明無毒、無腐蝕、生產(chǎn)工藝簡單、成本低、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。
文檔編號(hào)C04B22/14GK102964076SQ20121035927
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者蘭明章, 闞常玉, 陳智豐, 楊進(jìn)波, 崔素萍, 王子明, 王亞麗, 毛倩瑾 申請人:北京工業(yè)大學(xué)