本发明涉及混凝土外加剂,特别是一种无碱液体速凝剂及其制备方法。
背景技术:
1、喷射混凝土施工过程中速凝剂作为必不可少的化学外加剂,能够使混凝土在加水拌合后快速进行凝固硬化。根据速凝剂的性质和状态可以分为粉体和液体两种。液体速凝剂相对粉体速凝剂施工质量稳定,耐久性好,具有明显的性能优势。液体速凝剂按碱含量可分为高碱、低碱和无碱液体速凝剂,以硫酸铝型为代表的无碱液体速凝剂以其高的长期强度保有率、无碱无氯、安全环保和高耐久性等优点正逐渐取代高碱液体速凝剂成为液体速凝剂发展的方向。无碱速凝剂中硫酸铝成分含量远在40%以上,并配合含有氟化钠、有机胺及稳定剂等组分,如中国专利(201710101577 .5、201710811820.2),但是大量的硫酸根的引入会引起混凝土中二次钙矾石的生成,在混凝土内部形成膨胀应力,甚至导致混凝土开裂,大量钠离子的引入,与无碱液体速凝剂的研究方向相悖,在高腐蚀性的建筑工程中,要严格控制混凝土外加剂中各种钠离子与硫酸根离子的含量以延长使用寿命。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有无碱液体速凝剂中含有大量钠离子与硫酸根离子导致的混凝土腐蚀问题,提供一种低硫早强的无碱液体速凝剂。
2、本发明的目的之一在于提供一种无碱液体速凝剂,以质量百分数计,包括如下组分,速凝组分一25%-35%、速凝组分二4%-7%、含氟促凝组分3%-5%、早强组分1%-5%、调节剂16%-28%、其余为水,所述速凝组分一为十八水合硫酸铝,所述速凝组分二为氟化铝或氢氧化铝的一种或两种。
3、优选的,所述含氟促凝组分为氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸镁中的一种或多种任意比例混合。
4、优选的,所述早强组分为二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺中的一种或多种任意比例混合。
5、优选的,所述调节剂为草酸、乳酸、柠檬酸、磷酸、酒石酸的一种或多种任意比例混合。
6、本发明的目的之二在于提供一种无碱液体速凝剂的制备方法,包括如下步骤:
7、1)在60℃条件下用水将含氟促凝组分溶解制成溶液a;
8、2)将速凝组分一分次加入到溶液a;
9、3)在80℃的条件下使用调节剂将速凝组分二溶解制成溶液b;
10、4)将溶液b加入到溶液a中并搅拌4h;
11、5)早强组分加入到溶液a中,搅拌30min,搅拌至冷却到室温。
12、本发明具有以下优点:本发明仍然以硫酸铝作为主要速凝剂基料,原因在于硫酸铝可以与混凝土水化反应后生成水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等产物,加快混凝土的凝聚,但是硫酸根离子的大量存在会对后续混凝土的强度产生影响,故减少硫酸根离子所占比例,同时使用氢氧化铝和氟化铝引入新的铝离子弥补硫酸铝减少导致的铝离子含量的不足的问题。
13、氟化铝除能够提供铝离子外,还能额外提供氟离子,同时含氟促凝组分中也能提供氟离子,两者协同作用使得氟离子能够大量存在,由于氟离子和铝离子超强的络合能力,其反应活性比铝离子高,加上其本身能够在反应过程中与钙离子结合生成氟化钙具有缩小c3s的诱导期的能力,两者共同作用改善了速凝时间;含氟促凝组分为氟硅酸盐,其能够水解产生硅酸胶体,能够提升混凝土早期强度。
14、早强组分中除具有能够增强混凝土早期的强度,还能够提高液体速凝剂的稳定性。
15、调节剂为草酸、乳酸、柠檬酸、磷酸、酒石酸,组分之间可以替换,调节剂一方面与铝离子反应能够生成多种铝盐,能够在混凝土水合反应过程中与钙离子结合生成磷酸钙、柠檬酸钙、草酸钙等不溶物,加快钙离子的析出,配合氟离子的共同作用,能够极大地缩小混凝土的凝结时间,另一方面调节剂的存在能够调整无碱速凝剂的ph值,抑制铝离子的水解,降低速凝剂体系中的碱含量,增加速凝剂体系的稳定性。
16、本发明的低硫无碱速凝剂完全符合《gb/t35159-2017喷射混凝土用速凝剂》的国家标准,极大地提高了无碱液体速凝剂的促凝效果,同时提高了喷射混凝土早期的强度,掺量低,各原料简单,生产工艺简单,经济性效益好。
1.一种无碱液体速凝剂,其特征在于,以质量百分数计,包括如下组分,速凝组分一25%-35%、速凝组分二4%-7%、含氟促凝组分3%-5%、早强组分1%-5%、调节剂16%-28%、其余为水,所述速凝组分一为十八水合硫酸铝,所述速凝组分二为氟化铝或氢氧化铝的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂,其特征在于:所述含氟促凝组分为氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸镁中的一种或多种任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂,其特征在于:所述早强组分为二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺中的一种或多种任意比例混合。
4.根据权利要求1所述的一种无碱液体速凝剂,其特征在于:所述调节剂为草酸、乳酸、柠檬酸、磷酸、酒石酸的一种或多种任意比例混合。
5.权利要求1-4所述任一项的一种无碱液体速凝剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: