一种基于PASiC和/或PASSi的无碱无氯速凝剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水泥基胶凝材料化工技术领域，具体涉及一种基于PASiC和/或PASSi的无碱无氯速凝剂。
【背景技术】
[0002]速凝剂是一种特种水泥外加剂，它的作用是缩短混凝土浆料失去塑性转变为凝聚态所需的时间，这种加速水泥硬化速度的特性使它在道路、铁路、电力工程等领域的维修、抢修和矿山、铁路、水利、工业与民用建筑和国防工程中都有广泛的应用。近年来，无碱液态速凝剂成为国际上速凝剂发展的主要方向，国外已有包括SIKA、MTB、BASF等在内的成熟产品。研究表明:速凝剂速凝机理主要是早期水泥浆体中AFt晶体的形成而达到促凝，且AFt晶体呈短柱状，随机取向；由于速凝剂消除了石膏的缓凝作用，导致水泥中的C3A与Ca(0H)2反应生产大量的六角板状的水化铝酸钙浆体造成水泥浆体迅速凝结;另外速凝剂与不同水泥品种的适应性、与不同种类外掺剂适应性、凝结时间随掺量不规律变化、不同温度下的速凝效果、水泥砂浆体积不规律变化等问题的研究还不够完善。
[0003]CN 104386976 A公开一种改性速凝剂，由BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米Si〇2组成，所述BASF液体无碱速凝剂与亲水基纳米Si02的质量份数比为4-8: 0.5_2。其中BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的4%_8%，亲水基纳米Si02的量为水泥浆液质量的0.5%-2%oCN 104446090 A公开了一种耐久性的无碱液体速凝剂及其制备方法，由如下质量百分含量的组分制备而成:氢氧化铝溶胶:20?28% ;改性硅溶胶:10%?16% ;改性醇胺:5%?9% ;纤维素纤维:4%?6%;稳定剂:1%?3%;水:40%?60%<XN 103396027 A公开了一种新型无碱液体速凝剂的制备方法，该速凝剂的成分和配比是:硫酸铝30?50%，柠檬酸铝10?20%，羟基羧酸2?10%，20%浓度的氨水5?10%，聚丙烯酰胺0.01?0.05%，其余为水。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能使水泥浆体迅速凝结硬化，使水泥浆体更容易形成远程凝聚结构，有利于提高水泥基胶凝材料早后期强度的基于PASiC或PASSi的无碱无氯速凝剂。
[0005]本发明目的的实现方式为，一种基于PASiC和/或PASSi的无碱无氯速凝剂，其组分的重量百分比如下:
[0006]聚合硅酸铝PASiC和/或聚合硫酸硅酸铝PASS1:25-39%，
[0007]十八水硫酸铝:20-35 %，
[0008]硫酸化合物:10-20%，
[0009]无机酸:0.5-1.5%，
[0010]稳定剂:卜3%，
[0011]余量为水；
[0012]所述硫酸化合物为硫酸镁、硫酸锌、硫酸羟胺；
[0013]所述无机酸为硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸中的一种或几种；
[0014]所述稳定剂为三聚磷酸钠、柠檬酸铝、氟硅酸钠、氟硅酸锌、氟硅酸镁中的一种或几种。
[0015]本发明以铝质组分、富硅组分、硫酸质组分为主要成分，另加稳定剂和无机酸组分，铝质促凝组分使水泥浆体迅速凝结硬化;富硅增强组分掠夺浆体中的Ca2+反应形成的C-S-H凝胶与水化铝酸钙、钙矾石共同絮凝交错作用，使浆体更容易形成远程凝聚结构，有利于提高水泥基胶凝材料的早后期强度。
[0016]本发明的无碱无氯速凝剂制备简单，原料易得，无需合成或热源，按配比复配即得成品。本发明适应性更佳，尤其针对低活性水泥，28d抗压强度比大于100%，是一种性能优越的液体无碱无氯速凝剂，具有极好的社会经济效益。本发明可用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程，以及公路桥梁、隧道、高铁、核电等重点工程。
【具体实施方式】
[0017]本发明突出富硅组分的作用，并将其与铝质组分复合作用，以工业品聚合硅酸铝PASiC或聚合硫酸硅酸铝PASSi为载体，组分的重量百分比如下:
[0018]聚合硅酸铝PASiC和/或聚合硫酸硅酸铝PASS1:25-39%，
[0019]十八水硫酸铝:20-35 %，
[0020]硫酸化合物:10-20%，
[0021]无机酸:0.5-1.5%，
[0022]稳定剂:1-3%，
[0023]余量为水；
[0024]优选之一组分的重量百分比如下:
[0025]优选之一的组分的重量百分比如下:
[0026]聚合硅酸铝PASiC:25-30%，
[0027]十八水硫酸铝:25-35%，
[0028]硫酸化合物:10-15%，
[0029]无机酸:0.5-1%，
[0030]稳定剂:1-2%，
[0031]余量为水。
[0032]优选之二的组分的重量百分比如下:
[0033]聚合硫酸硅酸铝PASS1:30-35%，
[0034]十八水硫酸铝:20-30 %，
[0035]硫酸化合物:15-20%，
[0036]无机酸:1-1.5%，
[0037]稳定剂:2-3%，
[0038]余量为水。
[0039]所述聚合硅酸铝PASiC趋向于采用复合法制备的，不使用共聚法制备的，究其原因在于复合法PASiC的分子量小于共聚法的；具体合成过程为:先以微量滴碱法制得聚合铝溶液，再分别加入熟化2h后的聚硅酸即得聚合硅酸铝PASiC。
[0040]所述聚合硅酸铝PASiC为Al/Si摩尔比为8-15，分子量区域5000-10000。优选的聚合硅酸铝PASiC中的Al/Si摩尔比为10。
[0041]本发明对聚合硅酸铝PASiC做出上述具体限定，意义在于确定铝质组分的高含量，相对比其他阴离子团，铝质含量尽可能提高。分子量限定在5000-10000，确保速凝组分以一定合理的粒度作用于水泥颗粒表层。
[0042]所述聚合硫酸硅酸铝PASS的Al/Si摩尔比为20，A1/S摩尔比为1。聚合硫酸硅酸铝PASSi 分子式为 Ala(0H)b(S04)c(Si0x)d(H20)e，其中 a= 1.0，b= 1.75-2.0，c = 0.3-1.12，d =
0.005-0.1，e>4，x = 2.0-4。优选的分子式参数为:a = 1.0，b=1.8，c = 1.0，d = 0.05，e>4，x= 2.0-4o
[0043]本发明对聚合硫酸硅酸铝PASS的Al/Si摩尔比作出限定，相对比十八水硫酸铝的
0.67的A1/S摩尔比，铝质含量相对较高，而高含量铝质速凝组分设计直接决定于速凝剂的用量和适应性。
[0044]所述硫酸化合物为硫酸镁、硫酸锌或硫酸羟胺;优选的为硫酸羟铵。
[0045]所述无机酸为硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸的一种或几种;优选的为氢氟酸和磷酸的组合物。更优选的为0.5 %磷酸或1 %氢氟酸和0.5 %磷酸的组合物。
[0046]所述稳定剂为三聚磷酸钠、柠檬酸铝、氟硅酸钠、氟硅酸锌、氟硅酸镁的一种或几种；优选的为柠檬酸铝和氟硅酸锌的组合物。更优选的为1 %柠檬酸铝或1 %柠檬酸铝和1.5%氟硅酸锌的组合物。
[0047]所述硫酸铝为工业品A12(S04)3.18H20。
[0048]下面用具体实施例详述本发明。
[0049]实施例1
[005