專利名稱：一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁硅酸鹽膠凝材料技術(shù)，特別是一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑。
背景技術(shù)：
在混凝土制備過(guò)程中摻入速凝劑，使得混凝土在施工后快速凝結(jié)和硬化，對(duì)于快速通車路面的施工、礦山開(kāi)采、隧道建設(shè)、水利水電工程和建筑物的快速修補(bǔ)是不可或缺的。速凝劑在混凝土中的作用效果取決于速凝劑的化學(xué)組成和摻量、水泥的礦物組成和含量、石膏的種類和含量、礦物摻合料的種類和用量、以及施工時(shí)的溫度等多種因素。速凝劑對(duì)水泥的促凝機(jī)理通常包括如下三種(I)通過(guò)自身的成分和水泥中的成分反應(yīng)生成 水化產(chǎn)物；(2)促進(jìn)水泥中C3A礦物的水化；(3)促進(jìn)水泥中C3S礦物的水化，不同品質(zhì)的速凝劑在三種促凝機(jī)理中有所側(cè)重或兼而有之。粉態(tài)速凝劑的優(yōu)點(diǎn)是制備過(guò)程簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉?，F(xiàn)有已有典型的粉態(tài)速凝劑包括我國(guó)二十世紀(jì)六十年代開(kāi)發(fā)出的“紅星一型速凝劑”、八十年代初開(kāi)發(fā)出的“782型速凝齊Γ等，紅星一型速凝劑的主要成分是鋁氧熟料、碳酸鈉和生石灰，782型速凝劑的主要成分是鋁氧熟料、礬泥和生石灰(白云.水泥速凝劑的發(fā)展現(xiàn)狀，建井技術(shù)，1992，01:10-12)。粉態(tài)速凝劑缺點(diǎn)是在混凝土中的分散不均勻、施工過(guò)程中粉塵量大、回彈率高、后期強(qiáng)度損失大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝齊U，不含氯化物和氟化物，對(duì)混凝土中鋼筋潛在的銹蝕危害性小、對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量和施工人員的健康危害小。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問(wèn)題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑，其特征在于所述的粉態(tài)速凝劑由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無(wú)定形二氧化硅、萘磺酸鹽甲醛縮合物組成，各組分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為硫酸鋁45-65% ;鋁酸鈉10-15% ;碳酸鋰3-7% ;無(wú)定形二氧化硅15-30% ;萘磺酸鹽甲醛縮合物5-10%。進(jìn)一步具體的，所述的硫酸鋁不含有結(jié)晶水，氧化鋁的含量大于29%，細(xì)度為200目；招酸鈉細(xì)度為200目；碳酸鋰為分析純產(chǎn)品，細(xì)度為300目；無(wú)定形二氧化娃為非晶態(tài)的無(wú)定形產(chǎn)品，二氧化硅含量大于90%，顆粒的最可幾直徑為IOOnm ;萘磺酸鹽甲醛縮合物固含量要大于95%，硫酸鈉含量小于5%，減水率大于20%，細(xì)度為200目。所述的萘磺酸鹽甲醛縮合物是一種常規(guī)的商品化物質(zhì)，可以作為一種高效減水齊U，用于混凝土技術(shù)。具體優(yōu)選的，所述的萘磺酸鹽甲醛縮合物為β-萘磺酸鈉甲醛縮合物。
本發(fā)明專利所提出的粉態(tài)速凝劑的制備方法是首先是，使用研磨機(jī)將無(wú)定形二氧化硅外的各種原材料研磨至要求的細(xì)度，然后將計(jì)量好的各種原材料加入混料機(jī)中進(jìn)行拌合，再將拌合后的物質(zhì)傳輸至球磨機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的均化和研磨，最后將制備好的產(chǎn)品進(jìn)行密封包裝、備用。在整個(gè)制備過(guò)程中要采取密封措施，避免揚(yáng)塵和污染環(huán)境。本發(fā)明提出一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑，其用途是一種混凝土的外加劑，應(yīng)用對(duì)象是噴射混凝土。該發(fā)明所針對(duì)的含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料包括我國(guó)國(guó)標(biāo)GB175-2007《通用娃酸鹽水泥》中定義的娃酸鹽水泥、普通娃酸鹽水泥和礦洛娃酸鹽水泥。本發(fā)明的特點(diǎn)是使得噴射混凝土的新拌工作性好、施工過(guò)程中回彈率小、后期強(qiáng)度損失率低；同時(shí)，本粉態(tài)速凝劑不含氯化物和氟化物，因此對(duì)混凝土中鋼筋潛在的銹蝕危害性小、對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量和施工人員的健康危害小。
發(fā)明的機(jī)理(I)通過(guò)速凝劑自身的組分和水泥在水化過(guò)程中釋放的離子相化合，生成具有膠凝性能的水化產(chǎn)物，這些水化產(chǎn)物的彼此搭接和連生會(huì)加速水泥漿體的凝結(jié)；(2)通過(guò)速凝劑中的促凝組分來(lái)促進(jìn)膠凝材料中C3A和C3S兩種礦物的水化；(3)通過(guò)速凝劑中的無(wú)定形、高活性組分，增加早期混凝土漿體的粘聚性，降低回彈率，并通過(guò)生成凝膠體來(lái)增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度并優(yōu)化混凝土基體的孔徑分布；(4)通過(guò)速凝劑中的減水組分來(lái)提高新拌混凝土的工作性、降低回彈率、提高施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣質(zhì)量。具體而言就是速凝劑中的Al (OH)4-和S042_離子，與膠凝材料水化后形成的Ca2+化合，生成具有膠凝作用的鈣礬石凝膠和晶體，同時(shí)，鈣礬石形成過(guò)程中對(duì)石膏所釋放出SO/—的消耗，使得石膏對(duì)C3A礦物的緩凝作用減弱或消失，導(dǎo)致C3A礦物的快速水化，生成C4AH19和C2AH8等六方片狀的水化產(chǎn)物，這些水化產(chǎn)物的形成也會(huì)加速膠凝材料的凝結(jié)；速凝劑中的Li+和0H—會(huì)加速鈣礬石的形成，堿金屬離子Na+和Li+會(huì)加速C3S的水化；速凝劑中的無(wú)定形二氧化娃微粉一方面會(huì)提高新拌混凝土漿體的粘度，另一方面會(huì)和膠凝材料水化后形成的Ca2+化合，生成CSH凝膠體，增強(qiáng)噴射混凝土后期的強(qiáng)度和抗?jié)B透性；速凝劑中的萘磺酸鹽甲醛縮合物可吸附于水化后的水泥顆粒的表面，起到潤(rùn)滑、分散的作用，從而提高新拌混凝土的工作性、降低回彈率、提高施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣質(zhì)量。這些技術(shù)方案，也可以互相組合或者結(jié)合，從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果
現(xiàn)對(duì)于傳統(tǒng)的粉態(tài)速凝劑，本發(fā)明所提出的粉態(tài)速凝劑的優(yōu)點(diǎn)是新拌漿體的粘度大、工作性好，噴射施工過(guò)程中回彈率小，具有復(fù)合促凝機(jī)理，對(duì)膠凝材料的適應(yīng)性好。


圖1是粉態(tài)速凝劑的制備工藝流程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利進(jìn)一步解釋說(shuō)明。但本專利的保護(hù)范圍不限于具體的實(shí)施方式。粉態(tài)速凝劑由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無(wú)定形二氧化硅、萘磺酸鹽甲醛縮合物組成。實(shí)施例的萘磺酸鹽甲醛縮合物為萘磺酸鈉甲醛縮合物。
硫酸鋁的氧化鋁的含量大于29%，細(xì)度為200目；鋁酸鈉細(xì)度為200目；碳酸鋰為分析純，細(xì)度為300目；無(wú)定形二氧化硅為非晶態(tài)，二氧化硅含量大于90%，顆粒的最可幾直徑為IOOnm;萘磺酸鹽甲醛縮合物固含量要大于95%，硫酸鈉含量小于5%，細(xì)度為200目。在具體的使用過(guò)程中，采用的各原材料的組成比例如下表I所示
表I粉態(tài)速凝劑中各原材料的組成比例
權(quán)利要求
1.一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑，其特征是所述的粉態(tài)速凝劑由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無(wú)定形二氧化硅、萘磺酸鹽甲醛縮合物組成，各組分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為硫酸鋁45-65% ;鋁酸鈉10-15% ;碳酸鋰3-7% ;無(wú)定形二氧化硅15-30% ;萘磺酸鹽甲醛縮合物5-10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑，其特征是所述的硫酸鋁不含有結(jié)晶水，氧化鋁的含量大于29%，細(xì)度為200目；鋁酸鈉細(xì)度為200目；碳酸鋰為分析純產(chǎn)品，細(xì)度為300目；無(wú)定形二氧化硅為非晶態(tài)的無(wú)定形產(chǎn)品，二氧化硅含量大于90%，顆粒的最可幾直徑為IOOnm;萘磺酸鹽甲醛縮合物固含量大于95%，硫酸鈉含量小于5%，減水率大于20%，細(xì)度為200目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑，其特征是所述的萘磺酸鹽甲醛縮合物為萘磺酸鈉甲醛縮合物。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態(tài)速凝劑，由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無(wú)定形二氧化硅、萘磺酸鹽甲醛縮合物組成，其中硫酸鋁45-65%；鋁酸鈉10-15%；碳酸鋰3-7%；無(wú)定形二氧化硅15-30%；萘磺酸鹽甲醛縮合物5-10%?，F(xiàn)對(duì)于傳統(tǒng)的粉態(tài)速凝劑，本發(fā)明所提出的粉態(tài)速凝劑的優(yōu)點(diǎn)是新拌漿體的粘度大、工作性好，噴射施工過(guò)程中回彈率小，具有復(fù)合促凝機(jī)理，對(duì)膠凝材料的適應(yīng)性好。
文檔編號(hào)C04B24/22GK102992685SQ20121047762
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者韓建國(guó), 史繼堯, 王玥 申請(qǐng)人:中鐵隧道集團(tuán)有限公司