一种环保型无碱液体速凝剂及其常温制备方法专利检索-速凝剂水泥添加剂水泥水硬性胶凝材料建筑材料专利检索查询-专利查询网

一种环保型无碱液体 速凝剂及其常温制备方法

阅读：589发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种环保型无碱液体速凝剂及其常温制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种环保型无碱液体速凝剂及其常温制备方法；速凝剂按质量分数配比为：硫酸铝 45~60%，醇胺5~10%，络合剂0~2.5%，有机酸 0.5~2%，其余为水；速凝剂常温制备时方法包括：按质量比称取各组分；将醇胺、络合剂与水混合并搅拌一定时间，形成A液；向A液中加入硫酸铝继续搅一定时间，形成B液；向B液中加入有机酸继续搅拌一定时间，即获得无碱液体速凝剂。本发明可常温下制备液体速凝剂，制备时使用的原料种类少、无需采用滴加设备、配置后的速凝剂无有害氟离子和氯离子，本发明可有效降低生产成本。，下面是一种环保型无碱液体速凝剂及其常温制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种环保型无碱液体速凝剂，其特征在于，其各组分按质量分数配比如下：
硫酸铝45 60%，醇胺5 10%，络合剂0 2.5%，有机酸0.5 2%，其余为水。
~ ~ ~ ~
2.如权利要求1所述的一种环保型无碱液体速凝剂，其特征在于，所述醇胺为二乙醇胺或二乙醇胺和三乙醇胺的混合物。
3.如权利要求2所述的一种环保型无碱液体速凝剂，其特征在于，所述二乙醇胺与三乙醇胺混合时的质量比为1: 0.5 1。
~
4.如权利要求1所述的一种环保型无碱液体速凝剂，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸铝。
5.如权利要求1所述的一种环保型无碱液体速凝剂，其特征在于，所述有机酸为草酸。
6.如权利要求1所述的一种环保型无碱液体速凝剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按质量比称取硫酸铝45 60%，醇胺5 10%，络合剂0 2.5%，有机酸0.5 2%，余量由水~ ~ ~ ~
补充；
（2）将醇胺、络合剂与水混合并搅拌0.5 1h，形成A液；
~
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌2.5 6h，形成B液；
~
（4）向B液中加入有机酸继续搅拌1h，即获得无碱液体速凝剂。
7.如权利要求6所述的一种环保型无碱液体速凝剂常温制备方法，其特征在，所述步骤（2）、（3）和（4）中搅拌时的搅拌转速均控制在1800 2500r/min。
~

说明书全文

一种环保型无碱液体 速凝剂及其常温制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种喷射混凝土中用的环保型无碱液体速凝剂及其常温制备方法。

背景技术

[0002] 速凝剂是能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，是喷射混凝土施工中重要的材料，其主要功能是加速喷射混凝土的凝结硬化速度，减少回弹损失，防止喷射混凝土因重力引起脱落，加大一次喷射厚度和缩短喷射层间的间隔时间。速凝剂主要用于喷锚支护、铁路、隧道、水利、交通和采矿等工程。速凝剂的研究最初是以粉状速凝剂出现该类速凝剂回弹量大，粉尘大，掺加不均匀，作业环境差，对施工人员身体和环境危害影响大。随后出现碱性液体速凝剂该类速凝剂固含量高，稳定性好，对不同种类水泥具有良好的适应性，早期强度高；但是该类对混凝土后期强度的影响较大，28 天强度损失能达到30%以上。其高碱含量带来的碱-骨料反应的负面影响依然严重制约该类速凝剂的工程应用。随着目前施工单位对喷射混凝土施工绿色化的要求，促使国内技术对以硫酸铝为主要促凝组分的无碱液体速凝剂体系进行了大量研究。但是，鉴于对原材料体系的限制，目前大部分无碱速凝剂通过添加各种各样的有机、无机材料来对硫酸铝的溶解度或者速凝剂的性能进行改性，其中应用最为广泛的当属有机胺、醇胺、有机羧酸以及多元醇等配位剂以及氟化物、有机酸和硫酸镁等无机原材料，然后再加入适量的稳定剂和一定量的粘度改性剂来改善无碱液体速凝剂的稳定性，在一定温度条件下结合一定的合成工艺制备而成。其存在的主要问题是：现有无碱液体速凝剂在制备过程中所需原材料种类繁多增加材料成本，同时也需要额外购置液体滴加设备，增加了设备采购成本，进而使速凝剂的工艺成本增加；同时，现有无碱速凝剂为提高其稳定性加入氟化物如氢氟酸、氟化镁、氟化钠等物质，导致所生产的速凝剂中含有大量有害氟离子和碱性物质，对环境、生产和施工人员造成一定的危害。现有速凝剂制备工艺中为促进溶解或反应通常会进行加热处理，生产过程中加热工艺会导致生产能耗增大，不利于降低生产成本。

发明内容

[0003] 本发明的一个目的在于提供一种配置原料种类少、常温生产、配置后无有害氟离子和氯离子的环保型无碱液体速凝剂，另一个目的在于提供一种可常温配置、有效降低生产成本的环保型无碱液体速凝剂常温制备方法。

[0004] 本发明的技术方案是：一种环保型无碱液体速凝剂，其各组分按质量分数配比如下：
硫酸铝45 60%，醇胺5 10%，络合剂0 2.5%，有机酸0.5 2%，其余为水。
~ ~ ~ ~

[0005] 进一步，所述醇胺为二乙醇胺或二乙醇胺和三乙醇胺的混合物。

[0006] 进一步，所述二乙醇胺与三乙醇胺混合时的质量比为1: 0.5 1。~

[0007] 进一步，所述络合剂为柠檬酸铝。

[0008] 进一步，所述有机酸为草酸。

[0009] 一种环保型无碱液体速凝剂制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比称取硫酸铝45 60%，醇胺5 10%，络合剂0 2.5%，有机酸0.5 2%，余量由水~ ~ ~ ~
补充；
（2）将醇胺、络合剂与水混合并搅拌0.5 1h，形成A液；
~
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅2.5 6h，形成B液；
~
（4）向B液中加入有机酸继续搅拌1h，即获得无碱液体速凝剂。

[0010] 进一步，所述步骤（2）、（3）和（4）中搅拌时的搅拌速率均控制在1800 2500r/min。~

[0011] 本发明的有益效果是：本发明速凝剂在原料上仅由硫酸铝、醇胺、络合剂、有机酸和水构成，所需原料少，可减少原料成本；原料中没有氟化物，制备后的速凝剂中无有害氟离子和氯离子，制备的速凝剂更加环保安全；基于原料和配比的选择，制备过程中无需采用滴加设备，可减少设备采购成本；本发明速凝剂可常温制备，在工艺上利用原料的添加顺序改进及工艺参数的选择来实现常温制备，制备方法简便，无需采用滴加设备，无需进行加热处理，可有效降低工艺生产的能耗，有效降低生产成本，同时制备的速凝剂完全满足GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》的要求。

具体实施方式

[0012] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

[0013] 一种环保型无碱液体速凝剂，其各组分按质量分数配比如下：硫酸铝45 60%，醇胺5 10%，络合剂0 2.5%，有机酸0.5 2%，其余为水；其中，硫酸铝是主~ ~ ~ ~
要促凝成分；醇胺用于提高混凝土的早期强度，醇胺可选用二乙醇胺或二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，同时醇胺能够与溶液中的铝离子络合成可溶于水的产物，可提高硫酸铝的溶解量，起到稳定剂的作用，如选用二乙醇胺和三乙醇胺的混合物时应控制两者的质量比1:
0.5 1，本发明配方中单独使用三乙醇胺时无法获得满足性能要求的速凝剂；络合剂选用柠~
檬酸铝，可提高速凝剂稳定性；有机酸选用草酸，草酸可作为促凝成分和PH调节剂；柠檬酸铝在制备速凝剂过程中可起到一定的促进硫酸铝溶解作用，可减少加入硫酸铝后的溶液搅拌时间。二乙醇胺具有一定络合作用，因此，实际制备速凝剂过程中可根据生产需求，基于二乙醇胺的络合作用及增加搅拌时间的方式，而选择不添加柠檬酸铝。

[0014] 一种环保型无碱液体速凝剂常温制备方法，包括以下步骤：（1）按质量比称取硫酸铝45 60%，醇胺5 10%，络合剂0 2.5%，有机酸0.5 2%，余量由水~ ~ ~ ~
补充；其中，醇胺可选用二乙醇胺或二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，二乙醇胺和三乙醇胺混合使用时质量比为1: 0.5 1；络合剂选用柠檬酸铝；有机酸选用草酸。
~

[0015] （2）将称取的醇胺、络合剂与水混合并搅拌0.5 1h，搅拌时控制搅拌转速在1800~ ~2500r/min，搅拌后形成A液；常规操作过程中为促进硫酸铝在水中的溶解通常要采用加热方式，提高硫酸铝在水中的溶解度；本方法中在常温下先进行醇胺、络合剂与水混合，可在后续添加硫酸铝时，利用络合作用促进硫酸铝的溶解，提高速凝剂稳定性。

[0016] （3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌2.5 6h，搅拌时控制搅拌转速在1800 2500r/~ ~min，搅拌后形成B液；由于柠檬酸铝具一定络合作用，因此，添加适量柠檬酸铝后可缩短该步骤的搅拌时间，如果不添加柠檬酸铝，可适当增加搅拌时间来提高速凝剂稳定性，不添加柠檬酸铝可进一步减少原料使用，利于降低生产成本。

[0017] （4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在1800 2500r/min，搅拌~后即获得无碱液体速凝剂。

[0018] 上述四个步骤均在常温下进行制备，整个工艺过程中无需进行加热操作，无需配备滴加设备，可有效降低速凝剂制备的工艺成本。

[0019] 实施例1：（1）按质量比称取硫酸铝52%，二乙醇胺6%，柠檬酸铝2%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺、柠檬酸铝与水混合并搅拌0.5h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
3h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0020] 实施例2：（1）按质量比称取硫酸铝55%，二乙醇胺6%，柠檬酸铝2%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺、柠檬酸铝与水混合并搅拌0.5h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
3h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0021] 实施例3：（1）按质量比称取硫酸铝55%，二乙醇胺3%，三乙醇胺3%，柠檬酸铝2%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺、柠檬酸铝与水混合并搅拌0.5h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
3h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0022] 实施例4：（1）按质量比称取硫酸铝55%，二乙醇胺4%，三乙醇胺2%，柠檬酸铝2%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺、柠檬酸铝与水混合并搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
3h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0023] 实施例5：（1）按质量比称取硫酸铝55%，二乙醇胺4%，三乙醇胺4%，柠檬酸铝2%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺，柠檬酸铝与水混合并搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
3h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0024] 实施例6：（1）按质量比称取硫酸铝55%，二乙醇胺6%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺与水混合并搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
5h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0025] 实施例7：（1）按质量比称取硫酸铝55%，三乙醇胺6%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺与水混合并搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
5h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0026] 实施例8：（1）按质量比称取硫酸铝57%，二乙醇胺7%，草酸1%，余量由水补充；
（2）将二乙醇胺与水混合并搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后形成A液；
（3）向A液中加入硫酸铝继续搅拌，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌时间控制在
5h，搅拌后形成B液；
（4）向B液中加入草酸继续搅拌1h，搅拌时控制搅拌转速在2000r/min，搅拌后即获得无碱液体速凝剂。

[0027] 本方法制备的速凝剂的掺量为水泥用量的6% 9%；按6%掺量将上述实施例1 8应用~ ~在基准水泥中进行性能试验；其试验结果如表1所示；
表1：实施例1 8在水泥中应用的性能试验结果
~
由表1可知，实施例1、2、3、4、5、6和8，均满足GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》的要求且稳定性良好；实施例7的1d抗压强度小于7，不满足GB/T35159-2017要求，因此本发明成分中单独使用三乙醇胺无法获得满足要求的速凝剂；实施例3、4和5采用了二乙醇胺和三乙醇胺混合方式使用，同时二乙醇胺和三乙醇胺按质量比控制在1:0.5 1的范围内，可使制~
备的速凝剂满足GB/T35159-2017要求，三乙醇胺单独使用虽然无法满足要求但与二乙醇胺混合并控制一定的比例范围依然可以满足GB/T35159-2017要求；由实施例1 5与实施例6和~
8的对比可知，使用柠檬酸铝后可减少加入硫酸铝后进行搅拌的时间，而不加入柠檬酸铝则可通过增加搅拌时间同样获得满足GB/T35159-2017要求的速凝剂，实际生产过程中如需常温快速制备该速凝剂，可在制备时添加柠檬酸铝，如需要有效节省速凝剂制备成本，可选择不添加柠檬酸铝；实施例6和8对比可知，在满足性能要求的前提下，实施例6使用的二乙醇胺量更少，可进一步降低生产成本；由于企业生产需要平衡成本和效率问题，因此本发明以实施例6制备的低成本速凝剂为例，试验在不同掺量下性能结果和对水泥的适应性，其结果如表2：
表2：实施例6不同掺量下性能结果和对水泥的适应性结果
由表2可知，实施例6制备得到的速凝剂不同参量下均满足标准要求且对不同水泥具有良好的适应性。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种无氯型高强混凝土速凝剂及其制备方法	2020-05-11	391
一种无碱速凝剂专用防沉剂、其制备方法及应用	2020-05-12	595
一种纳米凝胶聚合铝型液体无碱速凝剂及其制备方法	2020-05-13	979
一种高倍率速凝型矿用封孔材料及使用方法	2020-05-11	317
一种喷射混凝土及其施工方法	2020-05-12	319
一种深厚富水砂层地连墙槽壁加固材料的配置方法	2020-05-08	483
一种加强型不饱和树脂绝缘材料及其制备与应用	2020-05-11	186
一种抗冻聚合铝型液体无碱速凝剂及其制备方法	2020-05-11	895
一种液体速凝剂制备中用于添加剂量的校验装置	2020-05-08	453
液体速凝剂生产装置	2020-05-12	388

一种环保型无碱液体速凝剂及其常温制备方法

一种环保型无碱液体速凝剂及其常温制备方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：