專利名稱：一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁硅酸鹽膠凝材料技術，特別是一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑。
背景技術：
在混凝土制備過程中摻入速凝劑，使得混凝土在施工后快速凝結和硬化，對于快速通車路面的施工、礦山開采、隧道建設、水利水電工程和建筑物的快速修補是不可或缺的。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、以及施工時的溫度等多種因素。速凝劑對水泥的促凝機理通常包括如下三種(I)通過自身的成分和水泥中的成分反應生成 水化產物；(2)促進水泥中C3A礦物的水化；(3)促進水泥中C3S礦物的水化，不同品質的速凝劑在三種促凝機理中有所側重或兼而有之。粉態速凝劑的優點是制備過程簡單、價格低廉?，F有已有典型的粉態速凝劑包括我國二十世紀六十年代開發出的“紅星一型速凝劑”、八十年代初開發出的“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.水泥速凝劑的發展現狀，建井技術，1992，01:10-12)。粉態速凝劑缺點是在混凝土中的分散不均勻、施工過程中粉塵量大、回彈率高、后期強度損失大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝齊U，不含氯化物和氟化物，對混凝土中鋼筋潛在的銹蝕危害性小、對施工現場空氣質量和施工人員的健康危害小。為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案
本發明一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑，其特征在于所述的粉態速凝劑由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無定形二氧化硅、萘磺酸鹽甲醛縮合物組成，各組分所占質量分數為硫酸鋁45-65% ;鋁酸鈉10-15% ;碳酸鋰3-7% ;無定形二氧化硅15-30% ;萘磺酸鹽甲醛縮合物5-10%。進一步具體的，所述的硫酸鋁不含有結晶水，氧化鋁的含量大于29%，細度為200目；招酸鈉細度為200目；碳酸鋰為分析純產品，細度為300目；無定形二氧化娃為非晶態的無定形產品，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%，細度為200目。所述的萘磺酸鹽甲醛縮合物是一種常規的商品化物質，可以作為一種高效減水齊U，用于混凝土技術。具體優選的，所述的萘磺酸鹽甲醛縮合物為β-萘磺酸鈉甲醛縮合物。
本發明專利所提出的粉態速凝劑的制備方法是首先是，使用研磨機將無定形二氧化硅外的各種原材料研磨至要求的細度，然后將計量好的各種原材料加入混料機中進行拌合，再將拌合后的物質傳輸至球磨機進行進一步的均化和研磨，最后將制備好的產品進行密封包裝、備用。在整個制備過程中要采取密封措施，避免揚塵和污染環境。本發明提出一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑，其用途是一種混凝土的外加劑，應用對象是噴射混凝土。該發明所針對的含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料包括我國國標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。本發明的特點是使得噴射混凝土的新拌工作性好、施工過程中回彈率小、后期強度損失率低；同時，本粉態速凝劑不含氯化物和氟化物，因此對混凝土中鋼筋潛在的銹蝕危害性小、對施工現場空氣質量和施工人員的健康危害小。
發明的機理(I)通過速凝劑自身的組分和水泥在水化過程中釋放的離子相化合，生成具有膠凝性能的水化產物，這些水化產物的彼此搭接和連生會加速水泥漿體的凝結；(2)通過速凝劑中的促凝組分來促進膠凝材料中C3A和C3S兩種礦物的水化；(3)通過速凝劑中的無定形、高活性組分，增加早期混凝土漿體的粘聚性，降低回彈率，并通過生成凝膠體來增強混凝土的強度并優化混凝土基體的孔徑分布；(4)通過速凝劑中的減水組分來提高新拌混凝土的工作性、降低回彈率、提高施工現場的空氣質量。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，鈣礬石形成過程中對石膏所釋放出SO/—的消耗，使得石膏對C3A礦物的緩凝作用減弱或消失，導致C3A礦物的快速水化，生成C4AH19和C2AH8等六方片狀的水化產物，這些水化產物的形成也會加速膠凝材料的凝結；速凝劑中的Li+和0H—會加速鈣礬石的形成，堿金屬離子Na+和Li+會加速C3S的水化；速凝劑中的無定形二氧化娃微粉一方面會提高新拌混凝土漿體的粘度，另一方面會和膠凝材料水化后形成的Ca2+化合，生成CSH凝膠體，增強噴射混凝土后期的強度和抗滲透性；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、提高施工現場的空氣質量。這些技術方案，也可以互相組合或者結合，從而達到更好的技術效果。通過采用上述技術方案，本發明具有以下的有益效果
現對于傳統的粉態速凝劑，本發明所提出的粉態速凝劑的優點是新拌漿體的粘度大、工作性好，噴射施工過程中回彈率小，具有復合促凝機理，對膠凝材料的適應性好。


圖1是粉態速凝劑的制備工藝流程。
具體實施例方式下面結合附圖對本專利進一步解釋說明。但本專利的保護范圍不限于具體的實施方式。粉態速凝劑由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無定形二氧化硅、萘磺酸鹽甲醛縮合物組成。實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%，細度為200目；鋁酸鈉細度為200目；碳酸鋰為分析純，細度為300目；無定形二氧化硅為非晶態，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%，細度為200目。在具體的使用過程中，采用的各原材料的組成比例如下表I所示
表I粉態速凝劑中各原材料的組成比例
權利要求
1.一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑，其特征是所述的粉態速凝劑由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無定形二氧化硅、萘磺酸鹽甲醛縮合物組成，各組分所占質量分數為硫酸鋁45-65% ;鋁酸鈉10-15% ;碳酸鋰3-7% ;無定形二氧化硅15-30% ;萘磺酸鹽甲醛縮合物5-10%。
2.根據權利要求1所述用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑，其特征是所述的硫酸鋁不含有結晶水，氧化鋁的含量大于29%，細度為200目；鋁酸鈉細度為200目；碳酸鋰為分析純產品，細度為300目；無定形二氧化硅為非晶態的無定形產品，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%，細度為200目。
3.根據權利要求1所述用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑，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
本發明介紹了一種用于含鈣鋁硅酸鹽膠凝材料的粉態速凝劑，由硫酸鋁、鋁酸鈉、碳酸鋰、無定形二氧化硅、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%；無定形二氧化硅15-30%；萘磺酸鹽甲醛縮合物5-10%。現對于傳統的粉態速凝劑，本發明所提出的粉態速凝劑的優點是新拌漿體的粘度大、工作性好，噴射施工過程中回彈率小，具有復合促凝機理，對膠凝材料的適應性好。
文檔編號C04B24/22GK102992685SQ20121047762
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者韓建國, 史繼堯, 王玥 申請人:中鐵隧道集團有限公司