一種基于PASiC和/或PASSi的無堿無氯速凝劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水泥基膠凝材料化工技術領域，具體涉及一種基于PASiC和/或PASSi的無堿無氯速凝劑。
【背景技術】
[0002]速凝劑是一種特種水泥外加劑，它的作用是縮短混凝土漿料失去塑性轉變為凝聚態所需的時間，這種加速水泥硬化速度的特性使它在道路、鐵路、電力工程等領域的維修、搶修和礦山、鐵路、水利、工業與民用建筑和國防工程中都有廣泛的應用。近年來，無堿液態速凝劑成為國際上速凝劑發展的主要方向，國外已有包括SIKA、MTB、BASF等在內的成熟產品。研究表明:速凝劑速凝機理主要是早期水泥漿體中AFt晶體的形成而達到促凝，且AFt晶體呈短柱狀，隨機取向；由于速凝劑消除了石膏的緩凝作用，導致水泥中的C3A與Ca(0H)2反應生產大量的六角板狀的水化鋁酸鈣漿體造成水泥漿體迅速凝結;另外速凝劑與不同水泥品種的適應性、與不同種類外摻劑適應性、凝結時間隨摻量不規律變化、不同溫度下的速凝效果、水泥砂漿體積不規律變化等問題的研究還不夠完善。
[0003]CN 104386976 A公開一種改性速凝劑，由BASF液體無堿速凝劑和親水基納米Si〇2組成，所述BASF液體無堿速凝劑與親水基納米Si02的質量份數比為4-8: 0.5_2。其中BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的4%_8%，親水基納米Si02的量為水泥漿液質量的0.5%-2%oCN 104446090 A公開了一種耐久性的無堿液體速凝劑及其制備方法，由如下質量百分含量的組分制備而成:氫氧化鋁溶膠:20?28% ;改性硅溶膠:10%?16% ;改性醇胺:5%?9% ;纖維素纖維:4%?6%;穩定劑:1%?3%;水:40%?60%<XN 103396027 A公開了一種新型無堿液體速凝劑的制備方法，該速凝劑的成分和配比是:硫酸鋁30?50%，檸檬酸鋁10?20%，羥基羧酸2?10%，20%濃度的氨水5?10%，聚丙烯酰胺0.01?0.05%，其余為水。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種能使水泥漿體迅速凝結硬化，使水泥漿體更容易形成遠程凝聚結構，有利于提高水泥基膠凝材料早后期強度的基于PASiC或PASSi的無堿無氯速凝劑。
[0005]本發明目的的實現方式為，一種基于PASiC和/或PASSi的無堿無氯速凝劑，其組分的重量百分比如下:
[0006]聚合硅酸鋁PASiC和/或聚合硫酸硅酸鋁PASS1:25-39%，
[0007]十八水硫酸鋁:20-35 %，
[0008]硫酸化合物:10-20%，
[0009]無機酸:0.5-1.5%，
[0010]穩定劑:卜3%，
[0011]余量為水；
[0012]所述硫酸化合物為硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸羥胺；
[0013]所述無機酸為硫酸、硝酸、磷酸、氫氟酸中的一種或幾種；
[0014]所述穩定劑為三聚磷酸鈉、檸檬酸鋁、氟硅酸鈉、氟硅酸鋅、氟硅酸鎂中的一種或幾種。
[0015]本發明以鋁質組分、富硅組分、硫酸質組分為主要成分，另加穩定劑和無機酸組分，鋁質促凝組分使水泥漿體迅速凝結硬化;富硅增強組分掠奪漿體中的Ca2+反應形成的C-S-H凝膠與水化鋁酸鈣、鈣礬石共同絮凝交錯作用，使漿體更容易形成遠程凝聚結構，有利于提高水泥基膠凝材料的早后期強度。
[0016]本發明的無堿無氯速凝劑制備簡單，原料易得，無需合成或熱源，按配比復配即得成品。本發明適應性更佳，尤其針對低活性水泥，28d抗壓強度比大于100%，是一種性能優越的液體無堿無氯速凝劑，具有極好的社會經濟效益。本發明可用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地下工程，以及公路橋梁、隧道、高鐵、核電等重點工程。
【具體實施方式】
[0017]本發明突出富硅組分的作用，并將其與鋁質組分復合作用，以工業品聚合硅酸鋁PASiC或聚合硫酸硅酸鋁PASSi為載體，組分的重量百分比如下:
[0018]聚合硅酸鋁PASiC和/或聚合硫酸硅酸鋁PASS1:25-39%，
[0019]十八水硫酸鋁:20-35 %，
[0020]硫酸化合物:10-20%，
[0021]無機酸:0.5-1.5%，
[0022]穩定劑:1-3%，
[0023]余量為水；
[0024]優選之一組分的重量百分比如下:
[0025]優選之一的組分的重量百分比如下:
[0026]聚合硅酸鋁PASiC:25-30%，
[0027]十八水硫酸鋁:25-35%，
[0028]硫酸化合物:10-15%，
[0029]無機酸:0.5-1%，
[0030]穩定劑:1-2%，
[0031]余量為水。
[0032]優選之二的組分的重量百分比如下:
[0033]聚合硫酸硅酸鋁PASS1:30-35%，
[0034]十八水硫酸鋁:20-30 %，
[0035]硫酸化合物:15-20%，
[0036]無機酸:1-1.5%，
[0037]穩定劑:2-3%，
[0038]余量為水。
[0039]所述聚合硅酸鋁PASiC趨向于采用復合法制備的，不使用共聚法制備的，究其原因在于復合法PASiC的分子量小于共聚法的；具體合成過程為:先以微量滴堿法制得聚合鋁溶液，再分別加入熟化2h后的聚硅酸即得聚合硅酸鋁PASiC。
[0040]所述聚合硅酸鋁PASiC為Al/Si摩爾比為8-15，分子量區域5000-10000。優選的聚合硅酸鋁PASiC中的Al/Si摩爾比為10。
[0041]本發明對聚合硅酸鋁PASiC做出上述具體限定，意義在于確定鋁質組分的高含量，相對比其他陰離子團，鋁質含量盡可能提高。分子量限定在5000-10000，確保速凝組分以一定合理的粒度作用于水泥顆粒表層。
[0042]所述聚合硫酸硅酸鋁PASS的Al/Si摩爾比為20，A1/S摩爾比為1。聚合硫酸硅酸鋁PASSi 分子式為 Ala(0H)b(S04)c(Si0x)d(H20)e，其中 a= 1.0，b= 1.75-2.0，c = 0.3-1.12，d =
0.005-0.1，e>4，x = 2.0-4。優選的分子式參數為:a = 1.0，b=1.8，c = 1.0，d = 0.05，e>4，x= 2.0-4o
[0043]本發明對聚合硫酸硅酸鋁PASS的Al/Si摩爾比作出限定，相對比十八水硫酸鋁的
0.67的A1/S摩爾比，鋁質含量相對較高，而高含量鋁質速凝組分設計直接決定于速凝劑的用量和適應性。
[0044]所述硫酸化合物為硫酸鎂、硫酸鋅或硫酸羥胺;優選的為硫酸羥銨。
[0045]所述無機酸為硫酸、硝酸、磷酸、氫氟酸的一種或幾種;優選的為氫氟酸和磷酸的組合物。更優選的為0.5 %磷酸或1 %氫氟酸和0.5 %磷酸的組合物。
[0046]所述穩定劑為三聚磷酸鈉、檸檬酸鋁、氟硅酸鈉、氟硅酸鋅、氟硅酸鎂的一種或幾種；優選的為檸檬酸鋁和氟硅酸鋅的組合物。更優選的為1 %檸檬酸鋁或1 %檸檬酸鋁和1.5%氟硅酸鋅的組合物。
[0047]所述硫酸鋁為工業品A12(S04)3.18H20。
[0048]下面用具體實施例詳述本發明。
[0049]實施例1
[005