一種無堿無氯液體速凝劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無堿無氯液體速凝劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)粉狀速凝劑存在溶解速度慢，不易分散等缺點，且僅能應(yīng)用于干噴工藝施工。同時，大部分粉狀速凝劑含有強堿性物質(zhì)，易對施工工人眼睛和皮膚造成傷害，且易導(dǎo)致混凝土強度降低、表面開裂、剝落甚至坍塌。研究顯示，粉狀速凝劑28d抗壓強度保留率一般為65%左右，嚴重制約了其在水利、隧道等工程上的應(yīng)用。近年來，濕法噴射技術(shù)的不斷發(fā)展加快了濕法噴射混凝土的廣泛使用。濕法噴射混凝土常用的液體速凝劑主要有堿性液體速凝劑和無堿液體速凝劑。國外生產(chǎn)的大多數(shù)速凝劑雖然性能優(yōu)良，但價格偏高。國內(nèi)研制的大多數(shù)液體速凝劑極大的克服了干噴混凝土施工過程中粉塵大、不易分散等缺點，但摻入了大量的堿性液體，從而導(dǎo)致噴射混凝土的后期強度明顯降低以及抗?jié)B等耐久性能下降等問題。近期，無堿液體速凝劑由于可提高噴射混凝土的后期強度、提高抗?jié)B能力，受到了人們的普遍關(guān)注。南京工業(yè)大學(xué)程建坤等(無堿液態(tài)水泥速凝劑合成方法的研究)研究的無堿液態(tài)NSA速凝劑在質(zhì)量濃度為5% -8%的氨水中制備出聚合硫酸鋁作為促凝成分，將乳酸和三乙醇胺復(fù)合作為穩(wěn)定劑。檢測結(jié)果顯示當速凝劑摻量為9%時，水泥的初凝時間為
3.2min，終凝時間為6.8min，水泥砂漿的Id和28d抗壓強度分別為10.9MPa和56.7MPa。此方法生產(chǎn)的速凝劑克服了堿性粉狀速凝劑所導(dǎo)致的混凝土 28d抗壓強度嚴重損失的缺陷，但速凝劑摻量大，混凝土生產(chǎn)成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。中國專利CN 103553406將大顆粒聚合硫酸鋁過80-150目篩備用，攪拌下將過篩的聚合硫酸鋁加入55-75°C去離子水中，再緩慢滴加醇胺、穩(wěn)定劑、硫酸鎂、無機酸，制備出一種基于工業(yè)聚合硫酸鋁的無堿、無氯液體速凝劑。該法生產(chǎn)的速凝劑堿含量小于1 %，且速凝效果好，但含固量為49% -54%,使混凝土外加水用量大大增加，不利于其實現(xiàn)工業(yè)化價值。中國專利CN 103396027將硫酸鋁、檸檬酸鋁、羥基羧酸、氨水、聚丙烯酰胺、水依次投入到反應(yīng)釜中，在60-80°C下加熱、攪拌均勻，制備出一種新型無堿液體速凝劑。該法生產(chǎn)的速凝劑強度高，但在生產(chǎn)過程中由于氨水的加入，對混凝土的耐久性有一定影響，限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。中國專利CN 103803838將聚合硫酸鋁過180目篩備用，攪拌下向去離子水中加入聚合硫酸鋁，聚乙烯亞胺和木質(zhì)素磺酸鈉制備出一種速凝劑。該法生產(chǎn)的速凝劑具有凝結(jié)速度快的優(yōu)點，但是對原料粒度要求高，且后期強度比只能達80%，阻礙了該速凝劑的商業(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種無堿無氯液體速凝劑的制備方法，旨在提供一種無氯、無堿，后期強度比高，與水泥的適應(yīng)性好，穩(wěn)定性高的液體速凝劑制備方法。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種無堿無氯液體速凝劑的制備方法，所述無堿無氯液體速凝劑的制備方法將聚乙二醇改性之后的膨潤土引入液態(tài)速凝劑中。
[0005]進一步，所述無堿無氯液體速凝劑的制備方法包括以下步驟:
[0006]步驟一，在30_50°C下，按質(zhì)量百分數(shù)6% -8%的檸檬酸鈉溶液中加入質(zhì)量百分數(shù)為28% -45%硫酸鋁制得氫氧化鋁膠體；
[0007]步驟二，在50_90°C下，按質(zhì)量百分數(shù)將2% -10%的硫酸鋁溶于去離子水中，向該溶液加入預(yù)先制備好的氫氧化鋁膠體，制得聚合硫酸鋁母液；
[0008]步驟三，在50-80°C下，按質(zhì)量百分數(shù)加入5% -14%的聚羧酸減水劑、3% -15%的改性劑、0.5% -5%穩(wěn)定劑和0.1% -1%的增稠劑，再加入磷酸調(diào)節(jié)pH為4-6，制得無堿無氯液體速凝劑。
[0009]進一步，所述改性劑為經(jīng)聚乙二醇改性的膨潤土。
[0010]進一步，所述穩(wěn)定劑為乳酸，三乙醇胺或二者的混合物。
[0011]進一步，所述增稠劑為聚丙烯酰胺，纖維素或二者的混合物。
[0012]進一步，所述改性劑的具體制備方法為:將粉碎，干燥后的膨潤土加入去離子水攪拌，配制成質(zhì)量分數(shù)為15% -25%的懸濁液，再向上述懸濁液中加入質(zhì)量分數(shù)為5% -12%的聚乙二醇溶液混合均勻，在70_90°C下反應(yīng)l_2h，經(jīng)抽濾，烘干，研磨，制得改性膨潤土。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述無堿無氯液體速凝劑的制備方法的無堿無氯液體速凝劑按照質(zhì)量百分數(shù)包括:硫酸鋁30% -55%，檸檬酸鈉6% _8%，聚羧酸減水劑5% -14%，改性劑3% -15%，穩(wěn)定劑0.5% _5%，增稠劑0.1% _1%，余量為水。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用所述無堿無氯液體速凝劑的制備方法制備無堿無氯液體速凝劑的噴射混凝土。
[0015]本發(fā)明提供的無堿無氯液體速凝劑的制備方法，使用改性膨潤土作為改性劑制備液體速凝劑，有助于初期C3A的形成，具有方法簡單，粘接性好，與水泥適應(yīng)性強，后期強度比高，體系性質(zhì)穩(wěn)定等特點。本發(fā)明將聚乙二醇改性之后的膨潤土引入液態(tài)速凝劑中，利用膨潤土優(yōu)良的陽離子交換性和粘接性等特點，有利于提高活性鋁離子在液體速凝劑中的濃度，并一定時間內(nèi)維持速凝劑性質(zhì)穩(wěn)定，提升速凝劑的適應(yīng)性和后期強度，從而優(yōu)化速凝劑的性能。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實施例提供的無堿無氯液體速凝劑的制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細的描述。
[0019]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種無堿無氯液體速凝劑的制備方法。本發(fā)明所述液體速凝劑組成為:硫酸鋁30% -55%，檸檬酸鈉6% _8%，聚羧酸減水劑5% -14%，改性劑3% -15%，穩(wěn)定劑0.5% -5%，增稠劑0.1 % -1 %，余量為水。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明實施例的具體制備步驟如下:
[0021]S101:在30_50°C下，按質(zhì)量百分數(shù)6% _8%的檸檬酸鈉溶液中加入質(zhì)量百分數(shù)為28% -45%硫酸鋁制得氫氧化鋁膠體；
[0022]S102:在50_90°C下，按質(zhì)量百分數(shù)將2% -10%的硫酸鋁溶于去離子水中，向該溶液加入預(yù)先制備好的氫氧化鋁膠體，制得聚合硫酸鋁母液；
[0023]S103:在50-80°C下，按質(zhì)量百分數(shù)加入5% -14%的聚羧酸減水劑、3% -15%的改性劑、0.5% -5%穩(wěn)定劑和0.1% -1 %的增稠劑，再加入磷酸調(diào)節(jié)pH為4-6，制得無堿無氯液體速凝劑。
[0024]本發(fā)明所用改性劑為經(jīng)聚乙二醇改性的膨潤土。
[0025]改性劑的具體制備方法為:將粉碎，干燥后的膨潤土加入去離子水攪拌，配制成質(zhì)量分數(shù)為15% -25%的懸濁液，再向上述懸濁液中加入質(zhì)量分數(shù)為5% -12%的聚乙二醇溶液混合均勻，將其在70-90°C下反應(yīng)l_2h，經(jīng)抽濾，烘干，研磨，制得改性膨潤土。
[0026]本發(fā)明所用的穩(wěn)定劑為乳酸，三乙醇胺或二者的混合物。
[0027]增稠劑為聚丙烯酰胺，纖維素或二者的混合物。
[0028]通過以下具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進一步的描述。
[0029]實施例1
[0030]將粉碎，干燥后的膨潤土加入去離子水攪拌，配制成質(zhì)量分數(shù)為15%的懸濁液，再向上述懸濁液中加入質(zhì)量分數(shù)為5%的聚乙二醇溶液混合均勻