專利名稱：一種水泥混凝土可溶速凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種水泥混凝土添加劑。
目前國(guó)內(nèi)用于地下工程噴射混凝土的速凝劑，一般為固體粉狀物，其成分中含有大量堿性物，例如“紅星一型”速凝劑含堿量(以Na2O計(jì))高達(dá)30%以上，雖經(jīng)多年改進(jìn)，但各種速凝劑中均不同程度的含有鋁酸鈉，鋁酸鈉含堿量(以N2O計(jì))在百分之四十以上，這種情況不僅嚴(yán)重影響支護(hù)質(zhì)量，使噴射混凝土抗壓強(qiáng)度大大下降，如與不摻鋁酸鈉速凝劑混凝土相比，其抗壓強(qiáng)度可降低30～40%。另外，添加在混凝土中的含堿腐蝕性物質(zhì)還會(huì)嚴(yán)重污染噴射作業(yè)的工作環(huán)境，危害施工人員身體健康，加之在向混凝土添加粉狀速凝劑時(shí)，都是以干法加入，操作時(shí)定量困難，不易添加均勻，嚴(yán)重影響噴射混凝土質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性。
1983年，我國(guó)在大瑤山隧道施工中，曾以較高價(jià)格從國(guó)外購(gòu)進(jìn)一部分混凝土速凝劑，經(jīng)分析化驗(yàn)為硅酸堿類物質(zhì)，即水玻璃。上海某單位研制了一種液體速凝劑，不但堿性大，而且國(guó)內(nèi)僅有的混凝土可溶性速凝劑為西安礦業(yè)學(xué)院1987年研制的KR-P型速凝劑，雖然較好地解決了速凝劑可溶性問(wèn)題，但含堿量過(guò)高，性能上仍存在一些有待改進(jìn)的問(wèn)題，經(jīng)檢索國(guó)內(nèi)，外專利資料，也未發(fā)現(xiàn)混凝土用無(wú)堿可溶性速凝劑。
本發(fā)明的目的在于研制一種無(wú)堿、可熔、粉狀混凝土速凝劑，以便在混凝土施工時(shí)配制成液體溶液，實(shí)現(xiàn)均勻定量的添加，并克服堿性腐蝕引起的不良效果，同時(shí)保證對(duì)混凝土強(qiáng)度及其性能無(wú)不良影響。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方案解決的通過(guò)電解質(zhì)鹽類對(duì)水泥凝結(jié)硬化過(guò)程機(jī)理的研究，確認(rèn)高價(jià)電解質(zhì)離子對(duì)水泥的凝聚力有極大的促進(jìn)作用，并經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)確定了硫酸鋁Al2(SO4)3，18H2O為水泥混凝土速凝劑主劑，氯化鈣CaCl2，2H2O為副劑，而且硫酸鋁主劑在混凝土中的加入量占水泥重量的4-6%;氯化鈣副劑在混凝土中的加入量占水泥重量的0.4-1%。速凝劑的添加工藝是先在噴射混凝土的輸料管中，用添加泵加入所需量的氯化鈣水溶液，然后在距噴頭1.5～2m的輸料管處，泵入所需量的硫酸鋁水溶液、氯化鈣和硫酸鋁的水溶液，其濃度均可大可小，可根據(jù)混凝土中水泥配給量以及水灰比，在使用時(shí)任意調(diào)整配制。
本發(fā)明具有如下效果1.無(wú)堿、無(wú)腐蝕，便于混凝土施工中的安全使用，速凝劑中的主劑硫酸鋁，其水溶液呈現(xiàn)弱酸性，常代替明礬用作凈水劑，不論其粉劑和溶液均無(wú)腐蝕現(xiàn)象，其副劑氯化鈣多年來(lái)就被建筑業(yè)用作早強(qiáng)劑和防凍劑，水溶液呈中性和弱堿性，在速凝劑中用量少濃度小，而且使用時(shí)人員不直接接觸，故可作到安全施工。
2.可溶性好穩(wěn)定性強(qiáng)，這種速凝劑的主、副劑均可根據(jù)使用需要配制成不同濃度溶液，可長(zhǎng)期存放無(wú)分層、沉淀、變質(zhì)等不穩(wěn)定現(xiàn)象。
3.對(duì)水泥漿體凝聚作用大，對(duì)于可用于噴射混凝土的多種水泥，均可滿足5分鐘內(nèi)初凝，10分鐘內(nèi)終凝的要求。
4.對(duì)混凝土強(qiáng)度無(wú)不利影響，經(jīng)測(cè)試表明，摻本速凝劑的混凝土28天抗壓強(qiáng)度為空白組的90-110%，而且絕大部分均有提高。
5.以水溶液添加時(shí)易于控制定量，使得添加均勻，并可使混凝土的勻質(zhì)性提高，強(qiáng)度離散性降低，有利于質(zhì)量控制。
6.可降低混凝土噴射作業(yè)中粉塵和回彈量，有利于改善勞動(dòng)條件，有利于節(jié)省原材料。
這種以硫酸鋁為主劑氯化鈣為副劑的無(wú)堿混凝土速溶劑，是以粉狀物存貯和運(yùn)輸，使用時(shí)可方便地配制成水溶液，以便均勻定量的添加，其凝結(jié)作用塊，對(duì)操作人員無(wú)毒害腐蝕作用，并可提高混凝土質(zhì)量，降低噴射混凝土?xí)r粉塵和回彈量，有利于節(jié)省水流和原材料。這項(xiàng)發(fā)明對(duì)于地下工程噴射砼機(jī)具和工藝的改革及更新噴射砼速凝劑有著極大的促進(jìn)作用。
下面是本發(fā)明的一些實(shí)例及測(cè)試數(shù)據(jù)
由表1看出(1)在主劑摻量一定時(shí)，速凝效果隨副劑摻量而提高;
(2)該速凝劑對(duì)于多種普通硅酸鹽水泥均能適應(yīng)，并能滿足速凝要求。
從表2說(shuō)明(1)本速凝劑加入后速凝效果顯著，會(huì)很快發(fā)生凝聚、硬化作用，采用膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，攪拌，入模，振動(dòng)，成型比砼方便、快捷，能較好地反映材料性能的真實(shí)性;
(2)在主劑摻量一定時(shí)，副劑僅摻入少量比例就可達(dá)到速凝早強(qiáng)的效果，1天強(qiáng)度提高明顯，3天，7天均有不同程度增長(zhǎng)，特別是可使28天強(qiáng)度較空白組仍有一定提高;
(3)副劑摻量增大時(shí)，對(duì)1天強(qiáng)度提高不利，但對(duì)28天強(qiáng)度增大有較大效果，故其適宜摻量應(yīng)視具體情況靈活掌握。
從表3說(shuō)明(1)因摻入速凝劑后，凝聚作用大大加快，試件制作的各種操作(攪拌、入模、振動(dòng)、抹平等)均對(duì)這種作用有很大干擾，故本表數(shù)據(jù)僅供參考;
(2)因未進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，故目前尚未實(shí)噴數(shù)據(jù)提供。
權(quán)利要求
1.一種水泥混凝土速凝劑，其特點(diǎn)是以硫酸鋁Al2(SO4)3.18H2O為主劑，氯化鈣Ca2Cl.2H2O為副劑，主劑硫酸鋁在混凝土中的加入量占水泥重量的4-6%，副劑氯化鈣在混凝土中的加入量占水泥重量的0.4-1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速凝劑，其特點(diǎn)是速凝劑的添加工藝為先在噴射混凝土的輸料管中，用添加泵加入所需量的氯化鈣水溶液，然后在距噴頭1.5-2m的輸料管處，泵入所需量的硫酸鋁水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的速凝劑，其特點(diǎn)是無(wú)論主劑硫酸鋁或副劑氯化鈣的水溶液，其濃度可大可小，可根據(jù)混凝土中水泥配給量以及水灰比，在使用時(shí)任意調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以硫酸鋁為主劑氯化鈣為副劑的無(wú)堿混凝土速凝劑，使用時(shí)可方便的配制成水溶液，以實(shí)現(xiàn)定量。均勻地添加，其凝聚作用快，對(duì)操作人員無(wú)毒害腐蝕作用，并可提高混凝土性能和支護(hù)質(zhì)量，又可降低噴射混凝土的粉塵和回彈量。
文檔編號(hào)C04B22/14GK1059324SQ91104819
公開(kāi)日1992年3月11日 申請(qǐng)日期1991年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月15日
發(fā)明者劉鵬飛 申請(qǐng)人:西安礦業(yè)學(xué)院