技术领域
[0001] 本
发明属于速凝剂技术领域，涉及一种液体无碱速凝剂及其制备。
背景技术
[0002] 速凝剂是一种能使
水泥或
混凝土快速
凝结硬化的化学外加剂，是喷射混凝土中必不可少的组分。近年来，随着喷锚支护、
铁路隧道、矿山、抢修加固和堵漏等工程的大量建设，速凝剂的需求量也越来越大。液体速凝剂的发展解决了采用传统粉状速凝剂干喷混凝土固有的粉尘大、回弹量大等问题，有助于提高喷射混凝土的施工
质量，改善喷射施工的环境。然而，液态有碱速凝剂
腐蚀性强，会对施工人员的身体健康造成伤害。除此之外，使用有碱速凝剂可使得
水泥在水化初期形成结构较为疏松的
铝酸盐水化物，且混凝土易发生碱集料反应，后期强度保留率低，不利于工程的建设。因此，液体无碱速凝剂的开发应用越来越受到人们重视。
[0003] 目前广泛使用的液体无碱速凝剂中速凝组分主要是
硫酸铝。然而单纯的硫酸铝溶液，一方面速凝效果和早强性能难以满足要求，另一方面，溶液的
稳定性较差。最近在液体无碱速凝剂的研究方面，研究者将很多精
力花在寻求合适的复配成分，以改善其速凝和早强效果，以及提高液体稳定性方面。
[0004] 如中国
专利CN108793806A公开了一种无碱液体速凝剂及其制备方法，包括按重量百分比的以下组分：硫酸铝45～55％、氢
氧化铝1～5％、
磷酸1～5％、二
乙醇胺1～3％、乙醇酸1～3％、海泡石矿粉0.5～2％、双酚系缩合物0.5～2％、余量为去离子水，但是，此种速凝剂存在着一天强度较低的
缺陷。
发明内容
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述
现有技术存在的缺陷而提供一种液体无碱速凝剂及其制备，以解决现有无碱速凝剂稳定性差，1d强度较低、28d强度保有率低等问题。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] 本发明的目的之一在于提供了一种液体无碱速凝剂，包括以下重量份数的组分：硫酸铝100份，三乙醇胺1.00-1.51份，乙二醇0.88-1.51份，乙醇酸：1.40-1.93份，邻苯二
甲酸二丁酯0.51-0.54份，磷酸5.26-7.02份，水62.96-66.39。
[0008] 进一步的，液体无碱速凝剂包括以下重量份数的组分：硫酸铝100份，三乙醇胺1.00-1.20份，乙二醇0.88-1.00份，乙醇酸1.51-1.80份，磷酸6.68-7.02份，邻苯二甲酸二丁酯0.51-0.53份，水64.85-65.16份。
[0009] 进一步的，所述水为蒸馏水。
[0010] 本发明的目的之二在于提供了一种液体无碱速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011] (1)取硫酸铝加入到反应容器中，将水倒入，水浴加热并保持恒温；
[0012] (2)在搅拌条件下，依次间隔加入乙二醇、三乙醇胺、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇酸、磷酸；
[0013] (3)持续搅拌反应至自然冷却。
[0014] 进一步的，水浴加热的
温度为65℃-75℃。
[0015] 进一步的，步骤(2)中，搅拌的速率为200-400rpm。更进一步的，步骤(2)中，搅拌的速率为300rpm。
[0016] 进一步的，步骤(2)中，各种组分加入的时间间隔为8-10min。
[0017] 本发明中加入的三乙醇胺、乙二醇起到了降低水泥浆体凝结时间的作用；三乙醇胺还起到了提高液体无碱速凝剂中硫酸铝
溶解度的作用；乙醇酸、磷酸、邻苯二甲酸二丁酯起到提高液体无碱速凝剂稳定性的作用。
[0018] 本发明中，若乙二醇、乙醇酸、磷酸添加量过低，对水泥浆体凝结时间的影响过小，若添加量过高，则反倒会延长其凝结时间；若三乙醇胺添加量过高，则会使水泥
砂浆一天强度明显下降；若邻苯二甲酸二丁酯添加量过高，会使液体无碱速凝剂稳定性变差且使凝结时间变长。
[0019] 本发明中，反应温度限制在65℃-75℃，原因是在这个温度范围内，合成的反应速度最快，若温度过低，则需要较长时间才能得到本发明中的液体无碱速凝剂；若温度过高，则会使其中的有机成分如三乙醇胺、乙二醇难以发挥理想作用。
[0020] 本发明的制备过程中，各成分的添加过程中保持恒温，在所有原料添加完成后，加热停止，并一直搅拌至冷却至室温，即反应完成。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0022] (一)不含碱离子，无腐蚀性，不污染环境且对人体没有伤害。
[0023] (二)1d强度和28d强度保有率均较高。
[0024] (三)所得速凝剂在低温条件下稳定性较好，不易变质沉淀。
具体实施方式
[0025] 下面结合具体
实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0026] 以下各实施例中，如无特别说明的原料产品或处理技术，则表明均为本领域的常规市售产品或常规处理技术。
[0027] 实施例1：
[0028] 按硫酸铝100.00份，三乙醇胺1.00份，乙二醇0.88份，乙醇酸1.40份，邻苯二甲酸二丁酯0.54份，磷酸5.26份，蒸馏水66.39份称量；取硫酸铝加入到反应容器中，将水倒入，水浴加热至65℃并保持恒温；一边搅拌一边依次加入乙二醇、三乙醇胺、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇酸、磷酸，每种组分加入时间间隔8分钟；持续搅拌直至自然冷却。性能测试结果见表1。
[0029] 实施例2：
[0030] 按硫酸铝100.00份，三乙醇胺1.51份，乙二醇1.51份，乙醇酸1.93份，邻苯二甲酸二丁酯0.51份，磷酸7.02份，蒸馏水62.96份称量；取硫酸铝加入到反应容器中，将水倒入，水浴加热至75℃并保持恒温；一边搅拌一边依次加入乙二醇、三乙醇胺、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇酸、磷酸，每种组分加入时间间隔10分钟；持续搅拌直至自然冷却。性能测试结果见表1。
[0031] 实施例3：
[0032] 按硫酸铝100.00份，三乙醇胺1.20份，乙二醇1.00份，乙醇酸1.51份，邻苯二甲酸二丁酯0.52份，磷酸6.00份，蒸馏水64.91份；取硫酸铝加入到反应容器中，将水倒入，水浴加热至70℃并保持恒温；一边搅拌一边依次加入乙二醇、三乙醇胺、邻苯二甲酸二丁酯、乙醇酸、磷酸，每种组分加入时间间隔9分钟；持续搅拌直至自然冷却。
[0033] 对以上各实施例所制得的产品进行性能测试，所得结果如下表1所示。
[0034] 表1
[0035]
[0036] 可以看出，本发明制作的液体无碱速凝剂可以满足目前喷射混凝土领域对速凝剂的效果要求，且本发明制作的液体无碱速凝剂不易发生沉淀变质，保质期较长。
[0037] 对于重点影响最后速凝剂性能的关键性条件，本发明基于实施例3和实例1设计了数个对比例和实施例。其中，如无特别说明的原料产品或处理技术，则表明均为本领域的常规市售产品或常规处理技术。
[0038] 对比例1
[0039] 与实施例3相比，绝大部分都相同，除了本实施例中：不加入邻苯二甲酸二丁酯。
[0040] 对比例2
[0041] 与实施例3相比，绝大部分都相同，除了本实施例中：不加入乙二醇。
[0042] 对比例3
[0043] 与实施例3相比，绝大部分都相同，除了本实施例中：水浴加热的温度为50℃。
[0044] 对比例4
[0045] 与实施例3相比，绝大部分都相同，除了本实施例中：水浴加热的温度为90℃。
[0046] 对比例5
[0047] 与实施例3相比，绝大部分都相同，除了本实施例中：各原料为一起加入。
[0048] 对以上各对比例所制得的产品进行性能测试，所得结果如下表2所示。
[0049] 表2
[0050]
[0051]
[0052] 实施例4
[0053] 与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中各组分的配方如下：
[0054] 硫酸铝100.00份，三乙醇胺1.10份，乙二醇0.92份，乙醇酸1.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.53份，磷酸6.80份，蒸馏水64.85份。
[0055] 实施例5
[0056] 与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中各组分的配方如下：
[0057] 硫酸铝100.00份，三乙醇胺1.10份，乙二醇0.92份，乙醇酸1.65份，邻苯二甲酸二丁酯0.51份，磷酸6.68份，蒸馏水65.16份。
[0058] 实施例6
[0059] 与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中各组分的配方如下：
[0060] 硫酸铝100.00份，三乙醇胺1.10份，乙二醇0.92份，乙醇酸1.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.52份，磷酸7.02份，蒸馏水64.85份。
[0061] 对以上各实施例所制得的产品进行性能测试，所得结果如下表3所示。
[0062] 表3
[0063] 实施例4 实施例5 实施例6
初凝时间 3min50s 4min30s 4min10s
终凝时间 10min20s 11min50s 10min50s
1d抗压强度/MPa 8 8 7
28d强度保有率/％ 94 93 91
[0064] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种
修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
