液体速凝剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，设及一种混凝±用液体速凝剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 喷射混凝±是现代地下工程、隧道工程W及边坡支护等施工过程中一种必须的施 工方法。运种施工方法根据喷射工艺可分为干法喷射和湿法喷射工艺，对于干法喷射工 艺来说，由于需在干燥快速揽拌状态下添加高碱性的粉体速凝剂，不可避免地导致大量粉 尘飞扬、碱腐蚀性强，给喷浆工的身体健康带来极大伤害。并且干喷混凝±仅能完成C20 W下的混凝±施工，且回弹率高、后期强度显著降低。为克服上述缺陷，研究者相继开发 出适用于湿法喷射混凝±用的多种低碱和无碱的液体速凝剂。如中国专利CN1974466A、 CN1407954A、CN1792959A、CN1559962A、CN102249592A、CN102079642A等，湿法喷射工艺是将 骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加液体速 凝剂后喷出。与干喷法相比，湿喷法有许多优点：回弹量较低，产生的粉尘少、水与水泥比稳 定，运样可保证混凝上质量，且喷射率较高，喷射混凝上强度等级可达C30-C40。
[0003] 湿法喷射混凝±所用液体速凝剂按照抑值是否大于7可分为液体低碱速凝剂和 液体无碱速凝剂。对于液体低碱速凝剂而言，如CN201110095016. 1、CN201110098591. 7等 专利所述可知，其制备过程中往往W氨氧化钟、氨氧化钢与氨氧化侣按一定比例、一定溫度 下制备出具有促进水泥水化的侣酸盐。运种液体低碱速凝剂能有效降低喷浆过程中大量飞 扬的粉尘，但运种速凝剂的碱金属含量仍然较高，会对混凝±碱集料反应带来较大的潜在 风险。而液体无碱速凝剂除了有效降低粉尘、极大改善在隧道、矿井运些较为封闭的空间内 的工作环境外，其主要作用还是为了提高隧道、矿井等使用喷射混凝±作为搁衬结构的耐 久性能。
[0004] 用于湿喷混凝±的液体无碱速凝剂的主要原料为硫酸侣，硫酸侣在溶液中所形成 的聚合侣盐的浓度大小是影响混凝±初、终凝时间的主要因素，因此，提高液体无碱速凝剂 中侣盐的浓度是解决喷射混凝±凝结时间快慢的关键要素。实际使用的液体无碱速凝剂中 硫酸侣处于高度过饱和状态，因此不够稳定，不能较长时间存储，易于析晶沉淀，导致产品 性能失效。
【发明内容】
阳005]发明目的
[0006] 本发明的目的是提供一种液体速凝剂的制备方法，W硫酸侣为主要原料，所得液 体速凝剂碱含量很低，速凝效果好，且稳定性高。
[0007] 本发明的另一个目的是提供由所述制备方法得到的液体速凝剂。 阳00引发明概述
[0009] 在本发明的第一方面，提供一种液体速凝剂的制备方法，由W下质量百分比组成 的原料混合均匀得到液体速凝剂：硫酸侣45% -60%，醇胺5% -15%，增溶剂0. 5% -5%， 促凝剂0-5%，余量为水，所述硫酸侣的Al2〇3含量为14% -17%，所述增溶剂为憐酸和/或 碳原子数不超过6的径基簇酸，所述促凝剂为可溶于水的硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、氣化 盐、碳酸盐、簇酸盐-横酸盐-非离子=元共聚物中的至少一种。
[0010] 硫酸侣可直接选用可商购的工业级水合硫酸侣，一般用其Al2〇3质量含量表征其 纯度，优选选用Al2〇3质量含量为16% -17%的硫酸侣。
[0011] 增溶剂可W为一种物质，或者两种W上物质的任意比例组合，优选所述径基簇酸 为巧樣酸和/或乳酸。
[0012] 优选的，所述原料的质量百分比组成为：硫酸侣45% -60%，醇胺8% -12%，增 溶剂1% -3%，促凝剂1% -2%，余量为水。更优选的，所述原料中硫酸侣的质量百分比为 45% -55%;所述增溶剂的质量百分比为1% -2%。
[0013] 优选的，所述增溶剂为憐酸和/或巧樣酸，优选为憐酸或巧樣酸，更优选为憐酸。
[0014] 优选的，所述促凝剂为可溶于水的氣化盐和/或亚硝酸盐，优选为氣化钢和/或亚 硝酸钢，更优选为氣化钢或亚硝酸钢，最优选为氣化钢。
[0015] 优选的，所述醇胺为二乙醇胺和/或=乙醇胺，更优选所述醇胺为二乙醇胺。
[0016] 具体的，为了促进溶解和混合均匀，上述制备方法是将所述原料加热、揽拌均匀， 成为澄清溶液，得到液体速凝剂。加热溫度应该适用于水溶液体系，同时利于最后得到澄清 溶液，可由本领域技术人员经实验确定最佳加热溫度，一般50-60°C即可。
[0017] 已有的液体速凝剂中高过饱和度的硫酸侣通过侣离子的水解反应会生出多种侣 径基多核络离子，最终生成氨氧化侣沉淀，本发明加入所述增溶剂，憐酸和/或碳原子数不 超过6的径基簇酸可W降低溶液抑值，并且可取代水合离子与侣离子的络合，来促进高聚 合度侣离子解聚为低聚合度水合侣离子，从而显著减缓水解进程，形成较高稳定性的溶液。 另外，本发明所述促凝剂则是通过加快水泥中侣酸=巧和石膏的溶解反应，与速凝剂中硫 酸侣协同作用，加速生成=硫型水化硫侣酸巧，显著降低水泥凝结时间。
[0018] 在本发明的第二方面，提供了由上述制备方法得到的液体速凝剂。所述液体速凝 剂用于喷射混凝±，渗量一般为水泥质量的5% -8%，速凝效果好，并具有良好的早期和后 期强度，更重要的是，稳定性高，稳定期达到180天（d)W上。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0020] W下实施例中测试方法及设备型号如下：
[0021] 测试方法如下：
[0022] 喷射混凝±用液体无碱速凝剂试验参照JC477-2005《喷射混凝±用速凝剂》试验 方法进行。
[0023] 稳定性测试方法为将合成好的样品取15ml置于离屯、机样品管中，W4000r/min转 速离屯、3min后静置，W液体分层后上层清液厚度达5mm时为失稳状态，W样品从合成后经 离屯、、静置后至失稳状态的时间为稳定时间。
[0024] 仪器设备如下：
[00巧]试验过程中所设及仪器设备如下：无锡建仪仪器机械有限公司产NJ-160A型水泥 净浆揽拌机；无锡建仪仪器机械有限公司产JJ-5水泥胶砂揽拌机；无锡建仪仪器机械有 限公司产ZS-15型水泥胶砂振实台；无锡建仪仪器机械有限公司产水泥标准稠度及凝结时 间测定仪；无锡建仪仪器机械有限公司产SF-150A水泥细度负压筛析仪；江苏省金坛市大 地自动化仪器厂产IOOW精密增力电动揽拌器；上海博迅实业有限公司产皿S11-4电热恒 溫水浴锅；上海华龙测试仪器股份有限公司产WHY-300/10抗压抗折一体试验机；天津市 美特斯试验机厂产FBT-9型电动勃氏比表面积测定仪；上海华龙测试仪器股份有限公司产 WHY-3000压力试验机；湖南湘仪集团产台式低速自动平衡离屯、机L400 ;湖南湘仪集团产电 子砰多台。 阳0%] 实施例1 :
[0027]将45. 5%的硫酸侣、8. 3%的二乙醇胺、1. 2%的憐酸和1. 2%的氣化钢可按任意 顺序加入到43. 8%的水中，优选的是先将45. 5%的硫酸侣加入到43. 8%的水中后，再依次 加入8.3%的二乙醇胺、1. 2%的憐酸和1. 2%的氣化钢。将混合后的溶液加热至50°C并用 常规揽拌装置进行揽拌，直到得到澄清的溶液后冷却至室溫即可。 阳02引实施例2 :
[0029] 将51%的硫酸侣、10. 5%的二乙醇胺、1. 5%的憐酸和1. 5%的氣化钢可按任意顺 序加入到35.