新型无碱液体速凝剂的研制与优化
液体无碱速凝剂
液体无碱速凝剂
产
品
说
明
书
北京中德新亚建筑技术有限公司 中德新亚 产品说明书
液体无碱速凝剂
无碱液体速凝剂主要成分为铝酸钠，掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化，具有粉尘小、回弹率低、和易性好等优点，是混凝土、砂浆湿法喷射工艺中不可缺少的添加剂。
一、产品特点
1、高效促凝：能使混凝土在5分钟内初凝，10分钟内终凝；
2、有效提高早期强度且对后期强度影响较小，能大幅提高混凝土及砂浆的粘聚性和粘结强度。
3、回弹率小：用于喷射混凝土（回弹率小于10%）能有效降低回弹造成的材料损失，提高经济效益。
4、微膨胀：用于混凝土中具有微膨胀效应，减缩抗裂，大幅提高抗水防渗性能，并提高其抗蚀防腐性能，比普通速凝剂抗蚀系数提高50%以上。
二、适用范围
1、配制喷射型高性能混凝土及砂浆、止水堵漏的速凝早强混凝土。
2、铁路、公路、水工导流洞等隧道初次衬砌混凝土及砂浆。
3、冶金、煤矿的井巷、军工、人防等地下工程的薄壁混凝土(砂浆)。
4、加固、修复、基坑护壁、耐火工程、防护工程等。
三、性能指标
项目 性能指标
含固量，% ≥42.0
密度（22℃），g/cm³ 1.42±0.02
氯离子含量，% ≤1.0
总碱量，% ≤1.0
四、施工工艺
【CN110128044A】一种无碱液体速凝剂制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日
(21)申请号 201910278672.1
(22)申请日 2019.04.09
(71)申请人 湖北工业大学地址 430068 湖北省武汉市洪山区南李路28号
(72)发明人 孙义明 王福瑶
(74)专利代理机构 武汉帅丞知识产权代理有限公司 42220代理人 朱必武 王玉
(51)Int.Cl.C04B 22/14(2006.01)C04B 103/22(2006.01)
(54)发明名称一种无碱液体速凝剂制备方法(57)摘要本发明公开一种无碱液体速凝剂制备方法，包括：按质量百分比称取35~40%、氟硅酸10~15%、氢氧化铝12~16%、硅酸钠2~3%、其余为水，再制备含有SiO2颗粒的氟化铝液，制备氟化铝母液，将母液和硅酸钠、硫酸铝溶液混合搅匀，制得无碱液体速凝剂。所述氟硅酸取自磷肥生产废液，反应温度≤25℃，制成的无碱液体速凝剂中氟化铝的质量分数7~8%。本方法避免了常规办法制备氟化铝制备过程中出现强腐蚀性原料氢氟酸、解决了现阶段以氢氟酸、氢氧化铝制备氟化铝过程中对设备要求苛刻及危险性等问题，反应所得溶液中AlF3主要为可溶性AlF3，生成的SiO2微粒比表面积较大，对溶液有增稠作用，增加了溶液的稳
定性。
权利要求书1页 说明书6页CN 110128044 A2019.08.16
CN 110128044
A1.一种无碱液体速凝剂制备方法，所述方法包括：按质量百分比分别称取设定份量的：
硫酸铝、含氟硅酸的磷肥生产废液、氢氧化铝、硅酸钠和水，制备含有SiO2颗粒的氟化铝液、
制备均匀分散有SiO2微粒的氟化铝母液、将母液和硅酸钠以及硫酸铝溶液混合并搅拌均
匀，制得无碱液体速凝剂；所述氟硅酸取自磷肥生产副产物，制备氟化铝母液涉及的反应公
式如下：
H2SiF6+2Al(OH)3→2AlF3+SiO2+4H2O
其特征在于：制备所述一种无碱液体速凝剂的方法，包括如下步骤：
新型液体无碱速凝剂的制备及性能研究
第6期2019年12月No.6 December，2019
掺入混凝土中能促进水泥或混凝土快速凝结硬化的外
加剂被称为速凝剂，广泛应用于井巷、隧道等工程锚喷支
护、堵漏和抢修工程中。速凝剂种类很多，根据速凝剂的性
质和状态，大致可将其分为：碱性粉状、无碱粉状、碱性液态
和无碱液态[1-2]。
目前，我国速凝剂主要是高碱粉状速凝剂，存在回弹量
大、粉尘多、添加不均匀等缺点[3]，不仅伤害施工人员身体，
而且对混凝土后期强度发展很不利[4-5]。最初研制的速凝剂
中大多含有碱金属离子，由于含碱量较高，速凝的同时产生
了很多负面影响。大量研究者试图通过在速凝剂中掺加其
他组分或者寻找其他物质来替代碱金属盐类，以降低速凝
剂的碱含量，最终发现硫酸铝可替代传统速凝剂中的碱金
属盐类。硫酸铝本身不含碱金属离子，且含有大量对水泥
速凝水化有利的铝离子，已成为国内外速凝剂组分研究中
的热点[6]。我国研制的无碱（低碱）液体速凝剂目前仍处于
初级阶段，有产品种类少、价格昂贵、综合性能差、含氯离子
等问题，有待更进一步研究[7-9]。碱性液体速凝剂掺入混凝土
后，会使喷射混凝土的后期强度明显降低、抗渗等耐久性能
下降，而液体无碱（低碱）速凝剂则可以提高喷射混凝土的
后期强度、提高抗渗能力[10-12]。
本研究中无碱液体速凝剂是以硫酸铝和氢氧化铝为
主要原料、二乙醇胺及磷酸作为辅助原料合成。同时，在
合成的无碱速凝剂中加入氟硅酸镁，低掺量时对水泥和
混凝土有较好的促凝作用，改善了传统碱性速凝剂存在的
缺陷。1 实验1.1 实验药品
试剂：A.R氨水（重庆茂业化学试剂有限公司）；A.R硝
酸铝（成都金山化学试剂有限公司）；A.R二乙醇胺（天津
市致远化学试剂有限公司）；A.R基准水泥（山东鲁城水泥
有限公司）；A.R硫酸铝（广汉市聚力化学试剂有限公司）；A.R氟硅酸镁（天津市化学试剂有限公司）；A.R磷酸（重庆
川东化学试剂有限公司）。1.2 氢氧化铝溶胶的制备
分别配制出不同质量浓度的硝酸铝溶液和氨水溶液，先
一种无碱液体速凝剂及其制备方法和应用
一种无碱液体速凝剂及其制备方法和应用
一种无碱液体速凝剂的制备方法包括以下步骤：
1. 准备材料：水合硫酸铝，水合硫酸钙，硅酸盐固化剂，甲醛，聚醚，聚羧酸超塑化剂，磨粒骨料。
2. 将一定比例的水合硫酸铝和水合硫酸钙分别溶解在水中，制备成两种溶液。
3. 将溶液1和溶液2按一定比例混合，同时加入硅酸盐固化剂搅拌均匀。
4. 将甲醛加入混合溶液中，继续搅拌均匀。
5. 将聚醚和聚羧酸超塑化剂依次加入混合溶液中，继续搅拌均匀，得到无碱液体速凝剂。
该无碱液体速凝剂的应用包括以下方面：
1. 混凝土加速凝结：将无碱液体速凝剂与水泥、砂、石料等混合，可以加快混凝土的凝结速度，缩短硬化时间。
2. 混凝土强度提升：无碱液体速凝剂可以促进水泥颗粒的水化反应，增强混凝土的强度。
3. 路面修补：将无碱液体速凝剂与砂浆混合，可以用于路面的修补和抹灰，提高修补层的强度和耐久性。
4. 混凝土防水：无碱液体速凝剂在混凝土中形成致密的硅化物胶凝物，可以提高混凝土的防水性能，延长使用寿命。
5. 填缝剂：将无碱液体速凝剂与石料混合，可以用于填充混凝土结构中的裂缝和空隙，提高结构的整体强度。
无碱速凝剂
一种无碱混凝土速凝剂及其加工方法，以重量份为单位，含有硫酸铝30～65份，有机胺2～8份，悬浮剂1～5份，水20～35份，将硫酸铝磨碎加工，过80～300目筛，加入所述重量份的有机胺、悬浮剂和水的混和溶液中，在40～100℃条件下溶解，同时用高速搅拌器强力搅拌10～30 分钟，搅拌均匀后再用乳化机乳化5～10分钟，即得到所需要的无碱液态速凝剂；将硫酸铝和有机胺磨碎加工，过80～300目筛，即得到所需要的无碱干粉速凝剂。本发明的无碱速凝剂，无碱、无氯、无刺激性气味、粘结性好、回弹量低、后期强度保存率高、抗渗级别高，在喷射混凝土中添加本发明的无碱速凝剂，可带来较好的工作环境，市场价值可观。
一种无碱速凝剂，其特征在于：主要成分为硫酸铝和有机胺，硫酸铝∶
有机胺的重量比值为30～65∶2～8。
一、无碱速凝剂主要性能：
1、产品外观：微黄色均匀液体。
2、特点：完全环保，无碱无氯，部分指标超过了JC477--2005《标准》要求，凝固时间可由掺入量多少任意调整，使用安全、方便。
3、使用范围：主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程等喷射混凝土工程的建设及抢修工程，加
快工程进度，提高工效和工程质量。
4、使用方法及注意事项：
a、使用前需对施工所用水泥等材料做适应性试验，确定最佳掺入量。参考掺入量为水泥质量的3-6%，水灰比为1:0.4-0.45，灰沙比为1:2-3。
b、施工中，应严格控制水灰比，如水灰比过大，会延长凝固时间，影响使用效果。
c、掺入的本品应扣除相应的掺水量。
d、对施工后的混凝土要加强泼水养护，提高强度。
5、主要技术性能指标要求和检测结果：
二、无碱速凝剂适应范围：
本产品适用于矿山工程、煤矿、井巷工程、峒室工程、公路铁路、交通隧道工程、喷锚支护混凝土、城建、国防、 水利等地下工程的喷射混凝土施工及堵漏、地面水泥混凝土快速施工和混凝土紧急抢险、抢修加固工程。
一种液体低碱速凝剂的制备及其性能研究！
一种液体低碱速凝剂的制备及其性能研究！
展开全文
［摘 要］本文采用氢氧化铝、氢氧化钾制得铝酸盐溶液，通过加入硅酸钠、甘油、丙烯酰胺改性制备液体低碱速凝剂；采用基准水泥，掺量占水泥用量3%～5%，所制得的速凝剂达到 GB/T 35159—2017《喷射混凝土用速凝剂》标准要求。该产品掺量低、与水泥适应性好、回弹量少，并可改善喷射混凝土后期强度损失大的问题。
0 前言速凝剂能够显著加快混凝土的凝结速度，在喷射混凝土施工中不可缺少，其效果直接影响到喷射混凝土的喷射质量。由于国内很多大型重点项目采用了湿喷工艺，液体速凝剂得到了较大关注。目前液体速凝剂包括无碱速凝剂和有碱速凝剂，无碱速凝剂由于具有较高的后期强度优势越来越受到关注，并开始逐步取代有碱速凝剂，但有碱速凝剂相较于无碱速凝剂具有掺量低、成本低、回弹量小、早期强度高的优势，因而，研制一种后期强度损失小、掺量低、回弹量小的低碱速凝剂具有较大现实意义。
国内外研究者对有碱速凝剂制备的研究较多，万甜明[1] 等以氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铝为基础组分，通过添加改性剂合成了一种铝酸盐型低碱液体速凝剂，掺量为6% 时，水泥初凝时间均小于 3min、终凝均小于 8min，同时该速凝剂 1d 抗压强度均大于 10MPa，28d
抗压强度比均大于 100%。张勇[2]等以单因素试验为基础，研究了碱铝比、母液浓度、反应温度和时间等合成工艺参数对铝酸盐液体速凝剂母液的凝结时间及稳定性的影响，并分析了各参数影响母液性能的原因，得出生产铝酸盐液体速凝剂的最佳合成工艺参数；并通过加入三乙醇胺、聚丙烯酰胺及重铬酸钾等明显改善了速凝剂与水泥的适应性，提高了速凝剂的综合性能。张建纲[3]采用铝酸钠、硫酸铝、硅酸钠、稳定剂为主要原材料合成了一种液体速凝剂，该速凝剂中铝离子的存在形式大多数为水合铝离子的聚合体，其离子半径大、电荷量高，有利于打破水泥颗粒表面的电位平衡，加速水泥的絮凝和凝结作用。然而，有碱速凝剂往往存在水泥适应性较差、后期强度损失大等问题。因此，研制一种掺量低、适应性好、后期强度损失小的有碱速凝剂具有重要的意义。本文通过氢氧化铝、氢氧化钾制得铝酸盐溶液，通过加入硅酸钠、甘油、丙烯酰胺改性制备液体低碱速凝剂，并研究了速凝剂对水泥砂浆凝结时间和抗压强度的影响。1 试验部分1.1 原材料氢氧化铝：工业级，中铝山东有限公司；氢氧化钾：分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；甘油（丙三醇）：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；硅酸钠：分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；阳离子型聚丙烯酰胺（分子量 1000 万）：工业级，河南众邦环保科技有限公司。
一种新型无碱液体速凝剂的合成及性能研究
斩癯建蟓 中国科技核心期刊
一种新型无碱液体速凝剂的
合成及性能研究
胡铁刚，王虎群，吴文选，熊卫锋，杨晓峰 （北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京 １０１３０９）
摘要：介绍了一种新型无碱液体速凝剂的合成方法，并对其性能进行了测试，结果表明，优化后的无碱液体速凝剂在掺量为８％ 时，性能符合Ｊｃ４７７—２ｏ０５《Ｊ喷射混凝土用速凝剂》中一等品的要求，基准水泥初凝时间２ｍｉｎ３０ Ｓ、终凝时间６ｍｉｎｌ０ Ｓ，１ ｄ抗压强度
达到１２．Ｉ ｂｌＰａ，２８ ｄ抗压强度比为９８％，后期强度基本无损失，与不同水泥和减水剂的适应性好。
关键词：液体速凝剂；无碱；喷射混凝土；适应性
中图分类号：ＴＵ５２８．０４２ 文献标识码：Ｂ ’ 文章编号：１００１—７０２Ｘ（２０１３）０２—００４１—０３
． Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｌｉｑｕｉｄ ａｌｋａｌｉ－ｆｒｅｅ ｓｅｔ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ
ＨＵ Ｔｉｅｇａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｈｕｑｕｎ， Ｕ Ｗｅｎｘｕａｎ，ＸＩＯＮＧ Ｗｅｉｒｅｎｇ，ＹＡＮＧ Ｘｉａｏｆｅｎｇ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｏｒｉｅｎｔａｌ Ｙｕｈｏｎｇ Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０１３０９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａ Ｉｌｅｗ ｌｉｑｕｉｄ ａｌｋａｌｉ－ｆｒｅｅ ｓｅｔ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ．
Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ａｌｋａｌｉ—ｆｒｅｅ ｓｅｔ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｌａｓｓ ｐｒｏｄｕｃｔｓ
一种无碱液体速凝剂的合成及性能研究
研究探索 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete 2010年第8期商品混凝土
·30· 0 前言传统速凝剂大多数是高碱性的粉状物质，对混凝土的后期强度发展很不利，会发生大幅度强度降低，对施工人员也有一定的伤害，因此速凝剂的研究正朝着无碱(低碱)液态方向发展。国外已经研究使用了无碱、液态速凝剂, 在工程中取得了很好的效果。开发无碱液态混凝土速凝剂已成为我国速凝剂发展的当务之急。但是我国目前没有专门的液体速凝剂的国家标准，JC477-2005是以粉末速凝剂为主，在参考粉末速凝剂的基础上写的一种速凝剂的检测方法，实践证明，这个标准液体速凝剂检测部分存在很大问题[1]。1 原材料（1）合成原料：无机化工原料A，工业级；无机化工原料B，工业级；有机化工原料C，工业级；有机化工原料D，工业级；调节剂E，自制；溶剂：水。（2）检测原料：基准水泥，河南孟店水泥P·O42.5，河北奎山水泥P·O42.5，唐山皇苑水泥P·S 32.5，自治SK速凝剂，标准砂。2 试验方法2.1 合成路线一种无碱液体速凝剂的合成及性能研究马临涛，韩良满（中国水利水电科学研究院，北京100038）[摘要]介绍了一种无碱液态水泥混凝土速凝剂(简称SK速凝剂)的生产工艺及其性能等技术特点。性能测试结果表明，SK速凝剂掺量为8.75%时可使P·O42.5水泥的初凝时间缩短至2min15s，终凝时间7min50s，1d抗压强度达到20.7MPa，28d抗压强度保留率为102.3%。同样掺量时可使JC477—2005《喷射混凝土用速凝剂》的基准水泥的初凝时间缩短至2min，终凝时间缩短至7min30s，1d抗压强度达到22.0MPa，28d抗压强度保留率为108.7%，是一种性能优良的无碱速凝剂。[关键词] 速凝剂;无碱;液体A new quick-setting liquid alkali-free SynthesisMa Lintao, Han Liangman(China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038)Abstract: This paper presents a quick-setting cement concrete alkali-free liquid agent (referred to as SK quick-setting agent) and properties of the production process such as technical characteristics. Performance test results show that, SK coagulant dosage rate of 8.75% of P·O42.5 Portland cement will enable the initial setting time shortened to 2min15s, fi nal setting time 7min50s, 1 d compressive strength reached 20.7 MPa,28 d compressive strength retention rate of 102.3%. The same dosage can JC 477-2005 benchmark when the initial setting time of cement reduced to 2min, fi nal setting 7min30s, 1 d compressive strength reached 22.0MPa, 28 d compressive strength retention rate of 108.7 %. Tests prove that the product is a good performance alkali-free accelerating agent.Key word: quick-setting agent;alkali-free liquid将原料A、B、C、D以一定比例加入带有温度控制器、搅拌器的四口烧瓶，加水、边搅拌边加热至80℃，保温至原料全部溶解，降温至0℃以下，加自制调节剂E，加水调节至40％浓度，得无色透明液体速凝剂，代号SK。2.2 检测方法（1）掺速凝剂的水泥凝结时间和水泥砂浆强度：按照JC 477―2005《喷射混凝土用速凝剂》；（2）未掺速凝剂的水泥砂浆强度：按照GB/T 17671―1999《水泥胶砂强度检验方法》；（3）水泥砂浆干缩试验：按照JC/T 603－2004《水泥砂浆干缩试验方法》。3 结果与讨论3.1 SK速凝剂配方的确定SK速凝剂合成时先根据凝结时间是否符合JC477－2005二等品以上要求，淘汰了一部分合成样品，然后对符合凝结时间要求的样品做了1d抗压强度、抗折强度和28d抗压强度比、抗折强度，最终确定综合性能最好的样品，对其做较为全面的性能检测，以最终确定产品配方。图1中SK-004、8、15～20由于合成样品为悬浊液或者有沉淀，没有做凝结时间检测。SK-010、012等符合JC475－2005凝结时间一等品的要求。SK-002、005、009、011、013、 2010年第8期 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete 研究探索 商品混凝土
新型喷射混凝土用无碱液体速凝剂的研制与优化配伍
第２２卷第４期 ２００７年Ｉ２月 西南科技大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２２ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２０ｏ７
新型喷射混凝土用
无碱液体速凝剂的研制与优化配伍
秦廉张雄张永娟
（同济大学建筑材料研究所上海２０００９２）
摘要：介绍ＴＮ型喷射混凝土用无碱液体速凝剂的研制与优化方法，采用无机、有机物质复合的研制路线，使用硫 酸盐和中性钠盐作为主要促凝物质，并利用高分子物质对速凝剂进行优化，如使用醇胺类聚合物提高砂浆的１ ｄ强 度，使用酰胺类聚合物来改善喷射混凝土的粘聚性，以提高喷射混凝土与基体的粘结力，降低喷射过程中的回弹损 失量。优化后的无碱液体速凝剂完全满足《喷射混凝土用速凝剂》标准（ＪＣ４７７—２００５）中的一等品要求，使水泥在３ ｍｉｎ内初凝，８ ｍｉｎ内终凝，砂浆１ ｄ强度大于１２ ＭＰａ，与空白砂浆试块相比２８ ｄ抗压强度比达９４％以上，后期强度 基本无损失，性能优于国内外同类品牌。且原料成本低廉，仅为１０００ ｔ左右，工业化生产方法简单，适合工业化 大批量生产。 关键词：无碱速凝剂 喷射混凝土粘结力 中图分类号：ＴＵ５２８．０４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—８７５５（２００７）ｏ４—０ｏ３０—０５
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ－－ｍｉｘｉｎｇ ｏｆ Ｎｅｗ－－ｔｙｐｅ
Ｎｏｎ－ａｌｋａｌｉｎｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｏｆ Ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ
ＱＩＮ Ｌｉａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ—ｊｕａｎ
（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， ， Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ａ ｎｅｗ—ｔｙｐｅ ｎｏｎ—ａｌｋａｌｉｎｅ ｌｉｑｕｉｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｏｆ