本发明公开一种无碱液体速凝剂及其制备方法，涉及混凝土添加剂技术领域。其中，所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝440～460份、硫酸镁110～130份、偏铝酸钠10～13份、氟化钠1～4份、纳米二氧化硅10～15份、二乙醇胺草酸酯50～70份、三乙醇胺8～13份、水300～350份。通过对原料及其配比的设计，使制得的无碱速凝剂的氟离子浓度较低，安全环保，同时储存质量稳定、速凝效果好、混凝土早期强度和中后期强度高。

  (19)国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 CN 113698124 B (45)授权公告日 2022.06.24 (21)申请号 1.5 (51)Int.Cl. C04B 24/12 (2006.01) (22)申请日 2021.09.14 C04B 103/12 (2006.01) (65)同一申请的已公布的文献号 (56)对比文件 申请公布号 CN 113698124 A CN 109111145 A,2019.01.01 (43)申请公布日 2021.11.26 CN 109809736 A,2019.05.28 (73)专利权人 中铁十一局集团桥梁有限公司 CN 107857501 A,2018.03.30 地址 335000 江西省鹰潭市月湖区南站路 KR A,2003.11.14 24号 CN 109734347 A,2019.05.10 专利权人 中铁十一局集团有限公司 审查员 邓妮 (72)发明人 梁伟董鹏陈玉英熊梦琴 徐青陈永胜彭建雄黎高财 叶斌万海仑王光耀王园园 (74)专利代理机构 深圳市世纪恒程知识产权代 理事务所 44287 专利代理师 高川 权利要求书1页 说明书9页 (54)发明名称 一种无碱液体速凝剂及其制备方法 (57)摘要 本发明公开一种无碱液体速凝剂及其制备 方法，涉及混凝土添加剂技术领域。其中，所述无 碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫 酸铝440～460份、硫酸镁110～130份、偏铝酸钠 10～13份、氟化钠1～4份、纳米二氧化硅10～15 份、二乙醇胺草酸酯50～70份、三乙醇胺8～13 份、水300～350份。通过对原料及其配比的设计， 使制得的无碱速凝剂的氟离子浓度较低，安全环 保，同时储存质量稳定、速凝效果好、混凝土早期 强度和中后期强度高。 B 4 2 1 8 9 6 3 1 1 N C CN 113698124 B 权利要求书 1/1页 1.一种无碱液体速凝剂，其特征是，包括以下质量份数的原料组分： 硫酸铝440～460份、硫酸镁110～130份、偏铝酸钠10～13份、氟化钠1～4份、纳米二氧 化硅10～15份、二乙醇胺草酸酯50～70份、三乙醇胺8～13份、水300～350份， 所述无碱液体速凝剂由以下步骤制得： S10、将硫酸镁溶解于水中，得到混合液； S20、在60～80℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.5～1h，得到乳状混合 物；依次将氟化钠、偏铝酸钠加入所述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸铝搅拌至溶液 变透明，再加入所述乳状混合物搅拌20～40min，得到第一溶液； S30、将二乙醇胺草酸酯加入所述第一溶液中进行络合反应，得到无碱液体速凝剂。 2.如权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征是，所述无碱液体速凝剂中，各原料 的质量份数为： 硫酸铝450份、硫酸镁120份、偏铝酸钠11.25份、氟化钠2.25份、纳米二氧化硅12.75份、 二乙醇胺草酸酯65份、三乙醇胺10份、水328.75份。 3.如权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征是，步骤S10中，所述溶解的溶解温度 为60～80℃。 4.如权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征是，在步骤S30之前，还包括以下步 骤： 在搅拌状态下，将草酸滴加于二乙醇胺中，得到中间溶液； 将浓硫酸加入所述中间溶液中，并在80～90℃下反应1～2h，得到二乙醇胺草酸酯。 5.如权利要求1所述的无碱液体速凝剂，其特征是，步骤S30中，所述络合反应的时间 为20～40min。 2 2 CN 113698124 B 说明书 1/9页 一种无碱液体速凝剂及其制备方法 技术领域 [0001] 本发明涉及混凝土添加剂技术领域，特别涉及一种无碱液体速凝剂及其制备方 法。 背景技术 [0002] 混凝土速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，掺入混凝土后能使混凝土 在2～5min内初凝，5～10min内终凝。随着我们国家大规模公路网和铁路网工程建设的加速，以 及矿山开采、海底隧道开挖的工程慢慢的变多，使喷射混凝土用速凝剂的需求量慢慢的变大。由 于地下工程的环境条件复杂，喷射混凝土高性能化是现代混凝土施工与应用的发展的新趋势， 因此对速凝剂的性能质量也提出了更高的要求。 [0003] 喷射混凝土用速凝剂一般为有碱速凝剂和无碱速凝剂，无碱速凝剂中氟离子浓度 一般较高，来保证速凝效果，但目前无碱液体速凝剂中的氯离子来源为氢氟酸或氟硅酸 类，氢氟酸或氟硅酸类是对身体极其有害的致癌物质，大量使用会导致生产使用的过程中存 在严重影响实施工程人员身体健康的安全风险隐患，且会阻挡水泥的水化，导致混凝土的早期1天强 度低。目前也存在降低氟离子含量的无碱液体速凝剂，但其速凝效果较差，导致混凝土的凝 结时间长，不满足相关标准，且混凝土28天强度会降低。 [0004] 此外，无碱液体速凝剂中硫酸铝含量较高，而硫酸铝的溶解度有限，硫酸根含量过 高则铝离子在水溶液中会发生水解聚沉，极易出现结晶析出、储存质量不稳定的现象，从而 影响速凝剂的正常使用。 发明内容 [0005] 本发明的主要目的是提出一种无碱液体速凝剂及其制备方法，旨在提供一种安全 环保、速凝效果好、早期和后期强度高，且储存稳定的无碱液体速凝剂。 [0006] 为实现上述目的，本发明提出一种无碱液体速凝剂，所述无碱液体速凝剂包括以 下质量份数的原料组分： [0007] 硫酸铝440～460份、硫酸镁110～130份、偏铝酸钠10～13份、氟化钠1～4份、纳米 二氧化硅10～15份、二乙醇胺草酸酯50～70份、三乙醇胺8～13份、水300～350份。 [0008] 可选地，所述无碱液体速凝剂中，各原料的质量份数为： [0009] 硫酸铝450份、硫酸镁120份、偏铝酸钠11.25份、氟化钠2.25份、纳米二氧化硅 12.75份、二乙醇胺草酸酯65份、三乙醇胺10份、水328.75份。 [0010] 进一步地，本发明还提出一种如上所述的无碱液体速凝剂的制备方法，所述制备 方法包括以下步骤： [0011] S10、将硫酸镁溶解于水中，得到混合液； [0012] S20、将氟化钠、偏铝酸钠、硫酸铝、三乙醇胺和纳米二氧化硅溶解于所述混合液 中，得到第一溶液； [0013] S30、将二乙醇胺草酸酯加入所述第一溶液中进行络合反应，得到无碱液体速凝 3 3 CN 113698124 B 说明书 2/9页 剂。 [0014] 可选地，步骤S10中，所述溶解的溶解温度为60～80℃。 [0015] 可选地，步骤S20包括： [0016] 在60～80℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.5～1h，得到乳状混合 物； [0017] 依次将氟化钠、偏铝酸钠加入所述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸铝搅拌至 溶液变透明，再加入所述乳状混合物搅拌20～40min，得到第一溶液。 [0018] 可选地，在步骤S30之前，还包括以下步骤： [0019] 在搅拌状态下，将草酸滴加于二乙醇胺中，得到中间溶液； [0020] 将浓硫酸加入所述中间溶液中，并在80～90℃下反应1～2h，得到二乙醇胺草酸 酯。 [0021] 可选地，所述草酸、二乙醇胺和浓硫酸之间的质量比为40～50：10～15：1～4。 [0022] 可选地，步骤S30中，所述络合反应的时间为20～40min。 [0023] 本发明提供的技术方案中，所述无碱液体速凝剂是以440～460份硫酸铝、110～ 130份硫酸镁、10～13份偏铝酸钠、1～4份氟化钠、10～15份纳米二氧化硅、50～70份二乙醇 胺草酸酯、8～13份三乙醇胺和300～350份水为原料制得的，通过稳定剂二乙醇胺草酸酯的 添加，能与溶液中活性铝离子形成稳定的络合物，提高了溶液中活性铝离子的含量，使促凝 效果较好，同时能防止失稳而产生氢氧化铝沉淀，从而提高了无碱速凝剂的储存稳定性；通 过氟化钠的添加，能起辅助络合作用，进一步提高了促凝效果和储存稳定性；通过采用纳米 二氧化硅替换部分氟化钠，在保证中后期强度的前提下，提高了早期强度。也即，本发明通 过对原料及其配比的设计，使制得的无碱速凝剂的氟离子浓度较低，安全环保，同时储存质 量稳定、速凝效果好、混凝土早期强度和中后期强度高。 具体实施方式 [0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建 议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产 品。 [0025] 需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件 进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外， 全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方 案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是 以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应 当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。 [0026] 本发明提出一种无碱液体速凝剂，旨在提供一种综合性能优异的液体速凝剂。在 一实施例中，所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝440～460份、硫酸 镁110～130份、偏铝酸钠10～13份、氟化钠1～4份、纳米二氧化硅10～15份、二乙醇胺草酸 4 4 CN 113698124 B 说明书 3/9页 酯50～70份、三乙醇胺8～13份、水300～350份。其中，所有原料均为分析纯度，水位蒸馏水。 [0027] 引入硫酸根离子对新拌混凝土的工作性及硬化混凝土的力学性能、耐久性等有非 常大的好处，但引入过量硫酸根则会引起混凝土中生成二次钙矾石，导致混凝土出现开裂。 在本实施例中，通过添加适宜的硫酸铝，使制得的无碱液体速凝剂的力学性能、耐久性较 好，且不会生成二次钙矾石。 [0028] 进一步地，硫酸铝的溶解度有限，由于硫酸根含量相对较高，使铝离子在水溶液中 会发生水解聚沉，极易出现结晶析出、储存质量不稳定的现象，进而影响速凝剂的正常使 用。在本实施例中，通过稳定剂二乙醇胺草酸酯的添加，能与溶液中活性铝离子形成稳定的 络合物，防止失稳而产生氢氧化铝沉淀，从而提高了无碱速凝剂的储存稳定性。 [0029] 氟化物是无碱液体速凝剂中的主要促凝组分，影响速凝剂的速凝效果，且氟离子 含量越高，凝结时间越短。但氟离子的来源一般为氢氟酸或氟硅酸类，而氢氟酸或氟硅酸类 是对身体极其有害的致癌物质，大量使用会导致生产使用过程中存在严重影响施工人员身 体健康的安全隐患，并且容易对施工环境造成污染；此外，大量氟离子会阻碍水泥的水化， 导致混凝土的早期1天强度低。因此，目前的无碱液体速凝剂要么氟离子含量高，导致存在 安全隐患，且早期强度差；要么氟离子含量低，导致凝结时间长，不满足标准。而在本实施例 中，通过稳定剂二乙醇胺草酸酯的添加，以及氟化钠的辅助络合作用，能进一步与溶液中活 性铝离子形成稳定的络合物，提高了溶液中活性铝离子的含量，使促凝效果较好；通过采用 纳米二氧化硅替换部分氟化钠，在保证中后期强度的前提下，提高了早期强度。如此，本发 明制得的无碱液体速凝剂的氟离子含量低，同时速凝效果好，凝结时间短，且混凝土的早期 强度和中后期强度均高。 [0030] 本发明提供的技术方案中，通过稳定剂二乙醇胺草酸酯的添加，能与溶液中活性 铝离子形成稳定的络合物，提高了溶液中活性铝离子的含量，使促凝效果较好，同时能防止 失稳而产生氢氧化铝沉淀，从而提高了无碱速凝剂的储存稳定性；通过氟化钠的添加，能起 辅助络合作用，进一步提高了促凝效果和储存稳定性；通过采用纳米二氧化硅替换部分氟 化钠，在保证中后期强度的前提下，提高了早期强度。也即，本发明通过对原料及其配比的 设计，使制得的无碱速凝剂的氟离子浓度较低，安全环保，同时储存质量稳定、速凝效果好、 混凝土早期强度和中后期强度高，满足2021年发布的《隧道喷射混凝土用无碱液体速凝剂》 的标准。 [0031] 进一步地，在一优选实施例中，所述无碱液体速凝剂中，各原料的质量份数为：硫 酸铝450份、硫酸镁120份、偏铝酸钠11.25份、氟化钠2.25份、纳米二氧化硅12.75份、二乙醇 胺草酸酯65份、三乙醇胺10份、水328.75份。在上述配比下制得的无碱液体速凝剂的综合性 能最佳。 [0032] 基于上述目的，本发明还提出一种如上所述的无碱液体速凝剂的制备方法，在一 实施例中，所述无碱液体速凝剂的制备方法有以下步骤： [0033] 步骤S10、将硫酸镁溶解于水中，得到混合液； [0034] 在本实施例中，先将硫酸镁溶解于水中，得到混合液，如此，便于所有原料的溶解， 且溶解速率较快。 [0035] 本发明不限制所述溶解的溶解温度，只要能将所述硫酸镁溶解于水中即可，一般 来说，温度越高，溶解速率越快，但温度较高对生产设备的要求也就较高，在本实施例中，所 5 5 CN 113698124 B 说明书 4/9页 述溶解温度为60～80℃，如此，溶解速率较快，且对生产设备的要求较低，耗能较少，节约成 本。 [0036] 步骤S20、将氟化钠、偏铝酸钠、硫酸铝、三乙醇胺和纳米二氧化硅溶解于所述混合 液中，得到第一溶液； [0037] 为了使上述原料的溶解速率较快，且相互之间不容易发生反应而导致溶液起泡飞 溅，在本实施例中，步骤S20包括： [0038] 步骤S21、在60～80℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.5～1h，得到 乳状混合物； [0039] 能够理解的是，在60～80℃的条件下进行上述操作，也是出于成本和溶解速率的 综合考虑。纳米二氧化硅较难溶解分散，在本实施例中，先将其加入三乙醇胺中，搅拌0.5～ 1h，使其分散于三乙醇胺中，便于后续与其他原料的溶解分散。 [0040] 步骤S22、依次将氟化钠、偏铝酸钠加入所述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸 铝搅拌至溶液变透明，再加入所述乳状混合物搅拌20～40min，得到第一溶液。 [0041] 其中，加入硫酸铝后搅拌15～25min即可使溶液变透明。 [0042] 步骤S30、将二乙醇胺草酸酯加入所述第一溶液中进行络合反应，得到无碱液体速 凝剂。 [0043] 在本实施例中，进行所述络合反应25～40min后，反应完成，得到无碱液体速凝剂。 [0044] 本发明不限制所述二乙醇草酸酯的具体来源，在本实施例中，通过以下步骤制得： [0045] 步骤A1、在搅拌状态下，将草酸滴加于二乙醇胺中，得到中间溶液； [0046] 步骤A2、将浓硫酸加入所述中间溶液中，并在80～90℃下反应1～2h，得到二乙醇 胺草酸酯。 [0047] 其中，所述草酸、二乙醇胺和浓硫酸之间的质量比为40～50：10～15：1～4。 [0048] 能够理解的是，步骤A1、A2在步骤S30之前。需要说明的是，本发明不限制步骤A1、 A2与步骤S10、S20之间的关系，可以在步骤S10之前，也可以在步骤S10与步骤S20之间，还可 以在步骤S20之后。 [0049] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实 施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0050] 实施例1 [0051] 所述液体无碱速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝450份、硫酸镁120份、 偏铝酸钠11.25份、氟化钠2.25份、纳米二氧化硅12.75份、二乙醇胺草酸酯65份、三乙醇胺 10份、水328.75份。 [0052] 实施例2 [0053] 所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝450份、硫酸镁110份、 偏铝酸钠13份、氟化钠1份、纳米二氧化硅15份、二乙醇胺草酸酯60份、三乙醇胺8份、水335 份。 [0054] 实施例3 [0055] 所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝440份、硫酸镁130份、 偏铝酸钠10份、氟化钠4份、纳米二氧化硅10份、二乙醇胺草酸酯50份、三乙醇胺13份、水300 份。 6 6 CN 113698124 B 说明书 5/9页 [0056] 实施例4 [0057] 所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝460份、硫酸镁115份、 偏铝酸钠12份、氟化钠2份、纳米二氧化硅13份、二乙醇胺草酸酯70份、三乙醇胺10份、水350 份。 [0058] 实施例5 [0059] (1)无碱液体速凝剂的配方与实施例1相同； [0060] (2)在70℃下，将水和硫酸镁加入反应釜中，并搅拌以使硫酸镁溶解于水中，得到 混合液； [0061] (3)在70℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.7h，得到乳状混合物；依 次将氟化钠、偏铝酸钠加入上述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸铝搅拌至溶液变透 明，再加入上述乳状混合物搅拌30min，得到第一溶液。 [0062] (4)将二乙醇胺加入到带有温度控制及磁力搅拌器的四口烧瓶中，在常温下用滴 液漏斗缓慢滴加草酸，边滴加边搅拌，得到中间溶液，将浓硫酸加入到中间溶液中，并在85 ℃下反应1.5h，得到二乙醇胺草酸酯；其中，草酸、二乙醇胺和浓硫酸之间的质量比为50： 15：2； [0063] (5)将二乙醇胺草酸酯加入上述第一溶液中进行络合反应30min后，得到无碱液体 速凝剂。 [0064] 实施例6 [0065] (1)无碱液体速凝剂的配方与实施例2相同； [0066] (2)在60℃下，将水和硫酸镁加入反应釜中，并搅拌以使硫酸镁溶解于水中，得到 混合液； [0067] (3)在60℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.5h，得到乳状混合物；依 次将氟化钠、偏铝酸钠加入上述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸铝搅拌至溶液变透 明，再加入上述乳状混合物搅拌20min，得到第一溶液。 [0068] (4)将二乙醇胺加入到带有温度控制及磁力搅拌器的四口烧瓶中，在常温下用滴 液漏斗缓慢滴加草酸，边滴加边搅拌，得到中间溶液，将浓硫酸加入到中间溶液中，并在90 ℃下反应1h，得到二乙醇胺草酸酯；其中，草酸、二乙醇胺和浓硫酸之间的质量比为40：10： 1； [0069] (5)将二乙醇胺草酸酯加入上述第一溶液中进行络合反应，得到无碱液体速凝剂。 [0070] 实施例7 [0071] (1)无碱液体速凝剂的配方与实施例3相同； [0072] (2)在80℃下，将水和硫酸镁加入反应釜中，并搅拌以使硫酸镁溶解于水中，得到 混合液； [0073] (3)在80℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌1h，得到乳状混合物；依次 将氟化钠、偏铝酸钠加入上述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸铝搅拌至溶液变透明， 再加入上述乳状混合物搅拌40min，得到第一溶液。 [0074] (4)将二乙醇胺加入到带有温度控制及磁力搅拌器的四口烧瓶中，在常温下用滴 液漏斗缓慢滴加草酸，边滴加边搅拌，得到中间溶液，将浓硫酸加入到中间溶液中，并在80 ℃下反应2h，得到二乙醇胺草酸酯；其中，草酸、二乙醇胺和浓硫酸之间的质量比为45：12： 7 7 CN 113698124 B 说明书 6/9页 4； [0075] (5)将二乙醇胺草酸酯加入上述第一溶液中进行络合反应25min，得到无碱液体速 凝剂。 [0076] 实施例8 [0077] (1)无碱液体速凝剂的配方与实施例4相同； [0078] (2)在75℃下，将水和硫酸镁加入反应釜中，并搅拌以使硫酸镁溶解于水中，得到 混合液； [0079] (3)在75℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.6h，得到乳状混合物；依 次将氟化钠、偏铝酸钠加入上述混合液中，并混合均匀，然后加入硫酸铝搅拌至溶液变透 明，再加入上述乳状混合物搅拌35min，得到第一溶液。 [0080] (4)将二乙醇胺加入到带有温度控制及磁力搅拌器的四口烧瓶中，在常温下用滴 液漏斗缓慢滴加草酸，边滴加边搅拌，得到中间溶液，将浓硫酸加入到中间溶液中，并在82 ℃下反应1.6h，得到二乙醇胺草酸酯；其中，草酸、二乙醇胺和浓硫酸之间的质量比为45： 10：3； [0081] (5)将二乙醇胺草酸酯加入上述第一溶液中进行络合反应40min，得到无碱液体速 凝剂。 [0082] 对比例1 [0083] 所述无碱液体速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝400份、硫酸镁54份、 偏铝酸钠9.75份、氟硅酸镁30份、纳米二氧化硅11.5份、二乙醇胺50份、三乙醇胺10份、水 434.75份。 [0084] 对比例2 [0085] 所述液体无碱速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝450份、硫酸镁120份、 偏铝酸钠11.25份、氟化钠2.25份、纳米二氧化硅12.75份、二乙醇胺50份、三乙醇胺10份、水 343.75份。 [0086] 对比例3 [0087] 所述液体无碱速凝剂包括以下质量份数的原料组分：硫酸铝450份、硫酸镁120份、 偏铝酸钠11.25份、氟化钠2.25份、纳米二氧化硅12.75份、二乙醇胺65份、三乙醇胺10份、草 酸15份、水328.75份。 [0088] 对比例4 [0089] (1)无碱液体速凝剂的配方与对比例1相同； [0090] (2)在70℃下，将水和氟硅酸镁加入反应釜中，并搅拌以使氟硅酸镁溶解于水中， 待溶解完全后，保持70℃的温度，依次将硫酸铝、硫酸镁加入其中，并混合均匀，得到混合溶 液； [0091] (3)在70℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.6h，得到乳状混合物； [0092] (4)将上述乳状混合物加入上述混合溶液中，搅拌0.5h使其溶解完全，然后加入稳 定剂二乙醇胺进行络合反应30min，得到无碱液体速凝剂。 [0093] 对比例5 [0094] (1)无碱液体速凝剂的配方与对比例2相同； [0095] (2)在70℃下，将水和硫酸镁加入反应釜中，并搅拌以使硫酸镁溶解于水中，待溶 8 8 CN 113698124 B 说明书 7/9页 解完全后，保持70℃的温度，依次将氟化钠、偏铝酸钠加入其中，并混合均匀，然后向其加入 硫酸铝，并搅拌20min使其溶解，得到混合溶液； [0096] (3)在70℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.5h，得到乳状混合物； [0097] (4)将上述乳状混合物加入上述混合溶液中，搅拌0.5h使其溶解完全，然后加入稳 定剂二乙醇胺进行络合反应30min，得到无碱液体速凝剂。 [0098] 对比例6 [0099] (1)无碱液体速凝剂的配方与对比例3相同； [0100] (2)在70℃下，将水和硫酸镁加入反应釜中，并搅拌以使硫酸镁溶解于水中，待溶 解完全后，保持70℃的温度，依次将氟化钠、偏铝酸钠、草酸加入其中，并混合均匀，然后向 其加入硫酸铝，并搅拌20min使其溶解，得到混合溶液； [0101] (3)在70℃下，将纳米二氧化硅加入三乙醇胺中，并搅拌0.5h，得到乳状混合物； [0102] (4)将上述乳状混合物加入上述混合溶液中，搅拌0.5h使其溶解完全，然后加入稳 定剂二乙醇胺进行络合反应30min，得到无碱液体速凝剂。 [0103] 将实施例5‑8以及对比例4‑6制得的无碱液体速凝剂进行性能测试，测试方法：本 实验样品用NJ‑160型水泥净浆搅拌器制备水泥净浆样品；利用水泥稠度凝结时间测定仪测 定材料的初、终凝时间；采用JJ‑5型水泥胶砂搅拌器及ZS‑15型水泥胶砂振动台制备尺寸为 40mm×40mm×160mm胶砂样品，并至于YH‑40B水泥恒温恒湿标准养护箱中进行养护处理；利 用DYW‑300S型电脑全自动水泥抗折抗压一体机对材料的抗压强度进行测定。测定均按照 GB/T35159‑2017《喷射混凝土用速凝剂》、国铁新标QCR807‑2020《隧道喷射混凝土用无碱液 体速凝剂》标准执行，其结果如下表1所示；将实施例的性能测试结果(取实施例5‑8的平均 值)、以及市面所售的无碱液体速凝剂的性能测试结果与2021年中国国家铁路集团发布的 《隧道喷射混凝土用无碱液体速凝剂》标准做比较，其结果如下表2所示。 [0104] 表1性能测试结果 [0105] [0106] 表2性能比较 9 9 CN 113698124 B 说明书 8/9页 [0107] [0108] [0109] 结合表1和表2能够准确的看出，本发明实施例制得的无碱液体速凝剂满足2021年中国国 家铁路集团发布的《隧道喷射混凝土用无碱液体速凝剂》标准，且与市面上同类无碱液体速 凝剂相比，初凝时间、终凝时间更短，6h、1天后抗住压力的强度大，28天和98天后抗压强度保留率 更高，同时稳定性更好。 [0110] 能够理解的是，实施例6‑8与实施例5的原理一样，其制得的无碱液体速凝剂的性 能也差不多，符合《隧道喷射混凝土用无碱液体速凝剂》标准，且综合性能比市场上同类产 品好。 [0111] 对比例4制得的无碱液体速凝剂的凝结时间和抗压强度均未达标；对比例5在对比 例4的基础上，增加硫酸铝、纳米二氧化硅添加量，并用氟化钠替换氟硅酸镁，在一定程度上 促进了凝结时间和早期抗压强度，制得的无碱液体速凝剂的凝结时间符合标准，但6h抗压 强度小于1兆帕，不符合标准要求，且储存不稳定；对比例6在对比例5的基础上增加材料草 酸、提高二乙醇胺用量，促进了早期强度，制得的无碱速凝剂的凝结时间和抗压强度均符合 标准，但过饱和的硫酸铝溶液容易失稳而产生氢氧化铝沉淀，使速凝剂储存不稳定、易析 出。 [0112] 综上，本发明通过对无碱液体速凝剂的配方的设计，使制得的无碱液体速凝剂的 氟离子和碱离子浓度低、速凝效果好、早期强度和中后期强度高、储存质量稳定，从而满足 《隧道喷射混凝土用无碱液体速凝剂》标准，且综合性能比目前市面上同种类型的产品的效果更 10 10 CN 113698124 B 说明书 9/9页 优，有着非常明显的竞争优势。 [0113] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的 技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何 修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。 11 11

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