技術領域
本發明涉一種噴射混凝土中用的無堿液體速凝劑及其常溫制備方法，屬于建筑材料領域。
背景技術：
隨著公路、鐵路、地鐵的飛速發展以及濕噴技術的積極推廣，液體速凝劑得到了廣泛的應用，目前國內噴射混凝土使用的液體速凝劑多數為堿含量高的速凝劑，這種速凝劑的缺點是：
1、噴射混凝土后期強度低：由于堿的引入導致混凝土28d強度降低，試驗發現強度下降可達35%~45%，嚴重影響了混凝土的耐久性和使用壽命。
2、影響生產人員和施工人員的健康安全：由于堿含量高，生產過程中容易對生產人員的皮膚灼傷存在安全隱患，同時在噴射過程中強堿腐蝕性易對施工人員的眼睛和皮膚造成傷害。
3、工藝溫度偏高：目前國內無堿液體速凝劑的工藝大多數集中在50~80度的反應環境，堿性的溫度大約在110~120度。
綜上所述，從長遠發展來看急需一種高性能環保型的無堿液體速凝劑。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種早期強度高、后期強度比高的無堿液體速凝劑及其常溫制備方法。
為達到上述目的，本發明解決的技術問題采用如下方案：
本發明無堿液體速凝劑由以下重量份數比的組分制備而成：
硫酸鋁 40~50份，
硫酸亞鐵 6~8份，
氟化鈉 2~4份，
二乙醇胺 1~3份，
催化劑 1~2份，
聚丙烯酰胺 0.1~0.5份，
水 45~55份。
所述的硫酸鋁為工業級硫酸鋁，所述的二乙醇胺為工業級二乙醇胺，所述的氟化鈉為工業級氟化鈉，所述的硫酸亞鐵為工業級硫酸亞鐵，所述的聚丙烯酰胺為工業級。
所述催化劑為次硫酸氫鈉甲醛和/或磷酸，當所甲醛和磷酸同時使用時，所述次硫酸氫鈉甲醛與磷酸重量比為1:2~1:3。
本發明無堿液體速凝劑的常溫制備方法包括以下幾點步驟：
①按重量份數比稱取各組分；
②將水溫控制在20~25℃，加入稱量好的氟化鈉，開啟攪拌直至完全溶解，完全溶解后緩慢加入稱量好的硫酸鋁、硫酸亞鐵、催化劑依次加入，并持續攪拌；
③硫酸鋁和硫酸亞鐵攪拌15~20分鐘至完全溶解穩定，加入二乙醇胺；
④最后加入聚丙烯酰胺，攪拌至液體呈現淺藍色或淺綠色為止，此液體即為所配制的無堿液體速凝劑。
所述工業級硫酸鋁細度為40~70目，硫酸鋁中Al2O3的含量大于17%，Fe的含量小于0.005%。
所述工業級二乙醇胺的純度大于99%。
所述工業級氟化鈉中氟化鈉含量大于99%。
所述工業級硫酸亞鐵含量為大于96%。
所述工業級聚丙烯酰胺有效物質含量大于99%。
所述次硫酸氫鈉甲醛含量大于98%，易溶于水呈澄清。
所述磷酸含量大于85%。
本發明產品：固含量：45%~55%，
密度：1.25g/cm3~1.45g/cm3，
PH值:2~5，
堿含量：0。
本發明中硫酸鋁、氟化鈉、硫酸亞鐵、二乙醇胺為速凝劑的主要成分，其中硫酸鋁能縮短水泥的初凝時間、氟化鈉能促進水泥內部顆粒水化物的形成，能夠縮短水泥終凝時間，二乙醇胺有利于提高早期強度，硫酸亞鐵保證后期強度的發展，本發明通過添加催化劑有效降低了反應溫度，若不加催化劑，反應需維持在50~60度環境下進行，本發明利用次硫酸氫鈉甲醛遇磷酸分解，在一定溫度下具有較強的還原作用的原理，使得反應在常溫下能夠進行，從而節省了生產成本和能耗。
本發明廣泛應用于公路、鐵路、礦山、地鐵的支護、堵漏、修補等，本發明的無堿液體速凝劑生產工藝簡單，反應溫度為常溫，無堿淺藍色粘稠液體，早期強度高、后期強度比高，產品性價比高，生產、使用、運輸過程中全程低耗能、無污染。
具體實施方式
根據本發明的制備方法生產的無堿液體速凝劑，依據行業標準JC477-2005的標準進行試驗。
實施例1：按重量份數，將硫酸鋁40份，硫酸亞鐵7份，氟化鈉2份，二乙醇胺3份，催化劑1份（硫酸氫鈉甲醛與磷酸重量比為1:2），聚丙烯酰胺0.1份，水45份，依據發明中提到的制備方法和過程進行攪拌溶解，將水溫控制在20℃，硫酸鋁和硫酸亞鐵攪拌時間為15分鐘，得到無堿液體速凝劑。
按照JC477-2005試驗方法，使用P.I42.5的基準水泥，按水泥重量的4%摻入上述常溫條件下制備的無堿液體速凝劑，水灰比0.40情況下，初凝時間3分40秒，終凝6分20秒。
水泥膠砂試件：水450g，水泥900g，標準砂1350g，24小時抗壓強度11.7MPa，28天抗壓強度比93%。
實施例2：按重量份數，將硫酸鋁45份，硫酸亞鐵8份，氟化鈉4份，二乙醇胺1份，催化劑1份（硫酸氫鈉甲醛與磷酸重量比為1:2.5），聚丙烯酰胺0.5份，水50份，依據發明中提到的制備方法和過程進行攪拌溶解，將水溫控制在25℃，硫酸鋁和硫酸亞鐵攪拌時間為20分鐘，得到無堿液體速凝劑。
按照JC477-2005試驗方法，使用P.I42.5的基準水泥，按水泥重量的4%摻入上述常溫條件下制備的無堿液體速凝劑，水灰比0.40情況下，初凝時間3分01秒，終凝5分10秒。
水泥膠砂試件：水450g，水泥900g，標準砂1350g，24小時抗壓強度9.3MPa，28天抗壓強度比96%
實施例3：按重量份數，將硫酸鋁50份，硫酸亞鐵6份，氟化鈉3份，二乙醇胺2份，催化劑2份（硫酸氫鈉甲醛與磷酸重量比為1:3），聚丙烯酰胺0.1份，水55份，依據發明中提到的制備方法和過程進行攪拌溶解，將水溫控制在22℃，硫酸鋁和硫酸亞鐵攪拌時間為17分鐘，得到無堿液體速凝劑。
按照JC477-2005試驗方法，使用P.I42.5的基準水泥，按水泥重量的4%摻入上述常溫條件下制備的無堿液體速凝劑，水灰比0.40情況下，初凝時間3分25秒，終凝5分20秒。
水泥膠砂試件：水450g，水泥900g，標準砂1350g，24小時抗壓強度10.5MPa，28天抗壓強度比95%。