早强型含氟无碱超速凝剂及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及速凝剂，具体涉及一种早强型含氟无碱超速凝剂及其制备方法。
【背景技术】
速凝剂是制备喷射混凝土必不可少的添加剂，在铁路工程、建筑基坑、地下工程、岩石边坡、岩土工程、防护工程、矿山隧道等工程中发挥着重要作用，并且需求量和使用量巨大。传统速凝剂通常碱含量大，具有凝结时间快、成本低、早期强度发展快的优点，但是会在混凝土中引入过量的碱，会造成混凝土后期强度下降、增加碱-骨料反应和反碱的风险，并且较高的碱含量会腐蚀设备，给施工人员的身体健康造成危害。因此无碱速凝剂成为了速凝剂发展的主流，普通无碱速凝剂通常以硫酸铝为主要成分，配以增强和稳定组分制备而成，克服了高碱含量的缺点，但是存在早期强度低、速凝效果相对较差的缺点。
现有技术201910766265.5，一种无碱液体速凝剂及其制备方法，原料组成中，该专利使用了氨水，这种速凝剂加入到混凝土中，会释放出氨气，污染施工环境。该专利中使用了多种无机酸和有机酸，容易造成pH值偏低。该专利记录的方法需要升温，本专利利用的是HF与Al(OH)3反应的余热，合成过程更节能。
与现有技术201910802635.6，一种高强型无碱液体速凝剂、制备及方法相比，本专利未使用乳化剂，不需要对溶液进行乳化处理。合成过程，该专利需要加热升温，还需要进行分馏，制备过程相对复杂。
现有技术201911101627.5，一种无碱液态速凝剂及其制备方法同时选择了硫酸盐和钙盐，合成过程中会产生硫酸钙沉淀，制备的速凝剂产品容易分层，产品稳定性相对较差。本申请可做成半透明或透明的液体，稳定性更好。另外该专利中使用了尿素，使用过程中易产生氨气，污染施工环境。
因此亟待开发一种制备工艺简单、稳定性好、对环境无害、具有良好的早强效果，又具有优异的促凝作用的速凝剂。
【发明内容】
本发明需要提供一种解决上述技术问题的早强型含氟无碱超速凝剂及其制备方法。
本发明提供一种早强型含氟无碱超速凝剂：包括超速凝组分、促凝组分：40-55份、分散组分：30-45份、稳定组分：1-8份、早强组分：2-15，所述超速凝组分包括HF、Al(OH)3、水和MgO合成：10-45份。
优选的，所述HF、Al(OH)3、水和MgO质量比1.4-2.0：0.5-1.2：0.5-0.8：0.6-1.2。
优选的，所述促凝组分为硫酸铝。
优选的，所述分散组分为纯净水。
优选的，所述稳定组分为醇胺类物质，由二乙醇胺，三乙醇胺和三异丙醇胺的一种或多种组成。
优选的，所述早强组分由硝酸铝、碳酸锂、硫酸锂中的一种或多种组成。
本发明还提供一种使用早强型含氟无碱超速凝剂的制备方法，包括如下步骤：
S1,将计量的促凝组分、分散组分、稳定组分和早强组分置于带搅拌装置的三口烧瓶，使用不低于800转/min的速度进行搅拌，使原料分散均匀；
S2,制备超速凝组分，按HF、Al(OH)3、水、MgO质量比1.4-2.0：0.5-1.2：0.5-0.8：0.6-1.2称取原料，将Al(OH)3置于塑料烧杯中，加入计量的水，然后缓慢滴加HF，并持续搅拌，防止爆沸；待HF滴加结束后，再加入MgO，并持续搅拌,使反应完全；
S3，将制备的超速凝组分一次性加入步骤S1的反应容器中，利用超速凝剂的余热使用体系温度升高，继续搅拌反应20-60分钟，待反应物呈现透明或半透明状可中止搅拌，即得到早强型含氟无碱超速凝剂。
本发明提供的早强型含氟无碱超速凝剂及其制备方法具有工艺简单、稳定性好、对环境无害的优点，同时还具有良好的早强效果和优异的促凝作用。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种早强型含氟无碱超速凝剂，在本实施例中，所述稳定组分为三异丙醇胺，所述早强组分为硝酸铝。
所述早强型含氟无碱超速凝剂包括超速凝组分8份，硫酸铝49份，水42份，三异丙醇胺4份，硝酸锂7份。
其中，所述超速凝组分包括HF、Al(OH)3、水和MgO，所述HF、Al(OH)3、水和MgO质量比1.4：0.9：0.8：0.6。
实施例二
本发明提供一种早强型含氟无碱超速凝剂，在本实施例中，所述稳定组分为二乙醇胺，所述早强组分为碳酸锂。
所述早强型含氟无碱超速凝剂包括超速凝组分20份，硫酸铝54份，水38份，三乙醇胺8份，碳酸锂2份。
其中，所述超速凝组分包括HF、Al(OH)3、水和MgO，所述HF、Al(OH)3、水和MgO质量比1.7：1.2：0.5：1.0。
实施例三
本发明提供一种早强型含氟无碱超速凝剂，在本实施例中，所述稳定组分为二乙醇单异丙醇胺，所述早强组分为硫酸锂。
所述早强型含氟无碱超速凝剂包括超速凝组分42份，硫酸铝41份，水30份，二乙醇单异丙醇胺2份，硫酸锂10份。
其中，所述超速凝组分包括HF、Al(OH)3、水和MgO，所述HF、Al(OH)3、水和MgO质量比2.0：0.5：0.7：1.2。
本发明还提供一种使用早强型含氟无碱超速凝剂的制备方法，包括如下步骤：
S1,将计量的促凝组分、分散组分、稳定组分和早强组分置于带搅拌装置的三口烧瓶，使用不低于800转/min的速度进行搅拌，使原料分散均匀；
S2,制备超速凝组分，将Al(OH)3置于塑料烧杯中，加入计量的水，然后缓慢滴加HF，并持续搅拌，防止爆沸；待HF滴加结束后，再入MgO，并持续搅拌,使反应完全；
S3，将制备的超速凝组分一次性加入步骤S1的反应容器中，利用超速凝组分的余热使用体系温度升高，继续搅拌反应20-60分钟，待反应物呈现透明或半透明状可中止搅拌，即得到早强型含氟无碱超速凝剂。
三个实例的实验结果如下表
以上的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
