一种无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂

摘要

本发明公开了一种无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，由铝酸盐、碳酸盐、碱金属氢氧化物、链烷醇胺、纤维素和水组成，使用本发明能使水泥浆体和混凝土凝结时间大幅度缩短，在5分钟内初凝，10分钟之内终凝，浆体凝结之后强度快速提高。使用本发明可有效避免氯离子对混凝土内部配筋的锈蚀危害。

权利要求

1.一种无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，由以下组分及重量百分比组成：铝酸盐： 5％-15％，碳酸盐： 2％-15％，碱金属氢氧化物： 2％-10％，链烷醇胺： 0.5％-5％，纤维素： 0％-0.01％，水： 55％-80％。

2.如权利要求1所述的无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，其特征在于：所述的铝酸盐为铝酸钠或铝酸钾。

3.如权利要求1所述的无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，其特征在于：所述的碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾中的任意一种或两种。

4.如权利要求1所述的无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，其特征在于：所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化锂。

5.如权利要求1所述的无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，其特征在于：所述的链烷醇胺为三乙醇胺或二乙醇胺或乙醇胺。

6.如权利要求1所述的无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，其特征在于：所述的纤维素为甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

说明书

一种无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂

技术领域

[0001] 本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂。

背景技术

[0002] 喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气或其它动力，将按一定比例的混凝土拌合料添加速凝剂后，通过管道输送并以高速喷射到受喷的岩面、构筑物及建筑物上，并迅速凝结硬化的一种混凝土。能有效防止隧道或地下室、边坡、建筑基坑发生崩塌、滑坡，起到临时支护或永久支护的作用，也可对已有的建筑物、构筑物起到加固的作用。因此，喷射混凝土必须在要求的时间内达到初终凝，并达到规定的强度。要达到上述要求就必须向混凝土中加入速凝剂。

[0003] 速凝剂是一种使水泥混凝土快速凝结硬化的外加剂，是喷射混凝土施工的必备材料。速凝剂的速凝原因主要在于：其一是能消除水泥中石膏的缓凝作用，这是因为速凝剂中的碳酸钠能与水泥中所含石膏发生化学反应，生成硫酸钠及碳酸钙，从而使石膏丧失缓凝作用；其二是速凝剂中的铝氧挠结块和生石灰的作用，使水溶液中铝离子浓度增加，大量生成水化铝酸三钙(C3AH6)一类的化合物，导致水泥浆迅速凝固。

[0004] 早期的速凝剂是粉状材料，内含会引起混凝土中钢筋锈蚀的高氯成分，经历了粉状向液体发展的历程。速凝剂由固体粉状向液体发展的主要原因在于，一是粉状速凝剂回弹率大，喷射混凝土损失严重。因此国际上盛行质量稳定、扬尘少、回弹损失低、喷射作业综合经济效益高的湿喷施工方法；二是粉状速凝剂计量准确性和混合的均匀性难以控制和保障。因此液态速凝剂在国外的应用已相当广泛，且在喷射混凝土施工中所占的比重越来越大。如意大利占90％，瑞典占80％，日本占80％，瑞士占65％，英国占60％，法国占60％。我国液态速凝剂的发展远远落后于国外。市场销售速凝剂大多数是粉状速凝剂，施工中普遍存在粉状速凝剂添加不均匀和粉尘较大的问题。

[0005] 目前使用的速凝剂大都加入氯化钙，所以有相当一部分的氯离子会被带入到混凝土内部中去。众所周知，氯离子对混凝土内部的钢筋有加速的锈蚀作用，从而对混凝土的内部结构产生灾难性的破坏。

[0006] 作为喷射混凝土的组成材料之一的速凝剂，其性能直接影响着喷射混凝土的质量，因此，国内外关于喷射混凝土外加剂的研究都把速凝剂放在非常重要的位置。

[0007] 由于以上原因，现在的速凝剂新品种开发研究工作重点不仅要缩短凝结时间，增进早期强度发展，而且提高混凝土的粘聚性，使喷射施工不容易出现反弹下落现象造成浪费，更重要的一点是尽可能的降低氯离子的含量。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于消除氯离子对混凝土内部钢筋的锈蚀作用，提高混凝土的强度，缩短凝结时间，其技术方案如下：

[0009] 本发明提出的一种无氯型高强高性能喷射混凝土速凝剂，由铝酸盐、碳酸盐、碱金属氢氧化物、链烷醇胺、纤维素和水组成，各组分的重量百分比为：

[0010] 铝酸盐：5％-15％，

[0011] 碳酸盐：2％-15％，

[0012] 碱金属氢氧化物：2％-10％，

[0013] 链烷醇胺：0.5％-5％，

[0014] 纤维素：0％-0.01％，

[0015] 水：55％-80％。

[0016] 其中所述的铝酸盐为主要速凝成分，通过水泥颗粒表面的电位，影响石膏的缓凝效果，从而显著缩短水泥的凝结时间，特别是水泥的初凝时间，其优选方式为铝酸钠或铝酸钾。

[0017] 所述的碳酸盐的功能在于与水泥中的石膏发生反应，消耗掉石膏的含量，减小石膏的缓凝作用，从而使水泥达到速凝的效果。所述的碳酸盐可以为碳酸钠、碳酸钾中的任意一种或两种。

[0018] 所述的碱金属氢氧化物的功能在于与水泥中的石膏之间反应生成氢氧化钙，使溶液中的硫酸钙容度显著降低，石膏的缓凝作用消失。所述的碱金属氢氧化物可以为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂等。

[0019] 所述的链烷醇胺的功能在于协同铝酸盐、碳酸盐以及碱金属氢氧化物在一定程度上缩短水泥的凝结时间并大幅度的提高混凝土早期强度。所述的链烷醇胺可以为三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺及它们的衍生物。

[0020] 所述的纤维素起絮凝效果，加入到混凝土或水泥浆中，可以增加粘聚性，在混凝土喷射过程中不致下落，降低反弹率，提高工效，减少浪费，其优选方式为甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

[0021] 本发明的制备方法是：按上述各重量比例称量各组分，先用温水将铝酸盐溶解，然后再以此把碳酸盐、碱金属氢氧化物、链烷醇胺、纤维素以及剩余的水加入搅拌机中混合搅拌、溶解。搅拌时间为0.5-1.5小时，得到所发明产品。

[0022] 本发明为无色透明液体，浓度为25％-35％，能使混凝土在短时间内急速凝结和较快建立强度，适合喷射施工工艺和修补、止水堵漏等特殊工程，且这种速凝剂的加入使得混凝土早期的强度增加较高。使用时，其在混凝土中的适宜掺量为水泥重量的2％-9％，具体掺量根据混凝土凝结时间的实际要求，通过试验确定。

[0023] 本发明可按上述方式直接大生产，对混凝土内部的钢筋无锈蚀作用，广泛适用于隧道、涵洞、桥梁、支护和抢修等工程。

具体实施方式

[0024] 实例1

[0025] 高强高性能无氯液体速凝剂按铝酸钠10.0％(重量百分比，以下同)、氢氧化钾7.0％、碳酸钾12.0％、三乙醇胺2.5％、羟丙基甲基纤维素0.001％、水68.499％配制而成。
掺加水泥重量的6.5％的该速凝剂，可使水灰比为0.4的水泥净浆的初凝时间为3min，终凝时间为7min，可使1∶2.5水泥砂浆一天的抗压强度达到16.5MPa，28天的抗压强度比超过