阅读说明：本技术 隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺 (Synthesis process of rapid-setting waterproof additive special for tunnel ) 是由 闫红光 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺,由包括乙二醇胺、氟硅酸镁、硫酸铝、氟化钠和中和料的反应原料,经过反应搅拌合成,工艺流程包括：将乙二醇胺和氟硅酸镁计量投入,并进行一次给水,混合搅拌升温至80℃,反应至透明状,得到第一混合液；将硫酸铝计量投入所述第一混合液中,并进行二次给水,混合搅拌降温至70℃～80℃,反应至均匀溶液,得到第二混合液；将氟化钠和中和料计量投入所述第二混合液中,混合搅拌,温度维持在65℃～75℃,得到隧道专用速凝防水型添加剂。本发明隧道专用速凝防水型添加剂具有安全环保、强度无损失、防水等优点,可减少对环境的危害,碱集料反应的危害,高PH值的危害以及对喷射混凝土后期强度的损失等。(The invention discloses a tunnel special quick-setting waterproof additive synthesis process, which is synthesized by reaction raw materials comprising glycol amine, magnesium fluosilicate, aluminum sulfate, sodium fluoride and a neutralizing material through reaction and stirring, and comprises the following process flows: adding glycol amine and magnesium fluosilicate in a metered manner, feeding water for the first time, mixing, stirring, heating to 80 ℃, and reacting to be transparent to obtain a first mixed solution; adding aluminum sulfate into the first mixed solution in a metering manner, feeding water for the second time, mixing, stirring, cooling to 70-80 ℃, and reacting to obtain a uniform solution to obtain a second mixed solution; and (3) adding the sodium fluoride and the neutralizing material into the second mixed solution in a metering manner, mixing and stirring, and maintaining the temperature at 65-75 ℃ to obtain the rapid-setting waterproof additive special for the tunnel. The special rapid-setting waterproof additive for the tunnel has the advantages of safety, environmental protection, no strength loss, water resistance and the like, and can reduce the harm to the environment, the harm to alkali aggregate reaction, the harm to high PH value, the loss to later strength of sprayed concrete and the like.)

隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺

技术领域

本发明涉及隧道专用添加剂领域，具体涉及一种隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺。

背景技术

传统隧道专用速凝添加剂均是碱性很强的速凝剂，PH值一般在12以上，具有极强的腐蚀性，在生产和施工中严重损害人体健康。传统隧道专用速凝防水型高效添加剂一般为粉末状，生产和施工中粉尘大。目前生产和研制中的隧道专用速凝添加剂有一部分腐蚀性也较强，有的甚至有毒性。目前研制和生产的隧道专用速凝添加剂应该是无碱、无腐蚀、无毒、无刺激性的液态隧道专用速凝添加剂。随着社会对环境问题的日益关注，施工人员对健康安全意识愈发提高。

隧道专用速凝防水高效添加剂是使水泥混凝土快速凝结硬化的一类外加剂，主要用于铁路隧道、引水涵洞、矿山井巷、地下工程等工程的建设及抢修。其发展经历了由粉体转向液体，由不防水转向防水的阶段。隧道、涵洞等内壁水大，对一般的速凝添加剂的影响有：1、水多，隧道壁上比较光滑，使得喷射混凝土与壁之间的粘结力变小，容易掉灰，造成速凝添加剂的回弹率大：2、水多，相当于增大了喷射混凝土的水胶比，速凝添加剂凝结时间会有所延长，速凝的效果减弱：3、水胶比增大，对混凝土强度有影响。一般的隧道专用速凝高效添加剂价格便宜，但是存在碱含量高，施工中、设备要求高，强度损失大，腐蚀性强、混凝土长期碱骨料反应等问题。隧道专用速凝防水高效添加剂的出现解决了一般的隧道专用速凝高效添加剂的问题，具有安全环保、强度无损失、防水等优点，隧道专用速凝防水高效添加剂可减少对地下施工环境的危害，碱集料反应的危害，使用过程中高PH值的危害以及对喷射混凝土后期强度的损失等。

发明内容

本发明提出一种隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺，旨在解决传统隧道专用速凝添加剂对地下施工环境的危害，碱集料反应的危害，使用过程中高PH值的危害以及对喷射混凝土后期强度的损失。

本发明提出一种隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺，由包括乙二醇胺、氟硅酸镁、硫酸铝、氟化钠和中和料的反应原料，经过反应搅拌合成，所述工艺流程包括：

将乙二醇胺和氟硅酸镁计量投入，并进行一次给水，混合搅拌升温至 80℃，反应至透明状，得到第一混合液；

将硫酸铝计量投入第一混合液中，并进行二次给水，混合搅拌降温至70℃～80℃，反应至均匀溶液，得到第二混合液；

将氟化钠和中和料计量投入第二混合液中，混合搅拌，温度维持在65℃～75℃，得到隧道专用速凝防水型添加剂。

进一步地，所述将氟化钠和中和料计量投入所述第二混合液中，混合搅拌，温度维持在65℃～75℃，得到隧道专用速凝防水型添加剂步骤中，包括：

搅拌30分钟，调节PH值到预设的PH阈值，得到隧道专用速凝防水型添加剂。

进一步地，所述将氟化钠和中和料计量投入所述第二混合液中，混合搅拌，温度维持在65℃～75℃，得到隧道专用速凝防水型添加剂步骤中，包括：

将氟化钠和中和料计量投入所述第二混合液中，混合搅拌，温度维持在 70℃。

进一步地，所述将氟化钠和中和料计量投入所述第二混合液中，混合搅拌，温度维持在65℃～75℃，得到隧道专用速凝防水型添加剂步骤之后，包括：

将所述隧道专用速凝防水型添加剂降温至45℃以下，然后取样检验。

进一步地，中和料包括PH调节剂。

进一步地，所述将氟化钠和中和料计量投入所述第二混合液中，混合搅拌，温度维持在65℃～75℃，得到隧道专用速凝防水型添加剂步骤中，包括：

计量投入络合剂，并进行混合搅拌。

进一步地，还包括流量计，一次给水和二次给水的给水量通过流量计控制。

根据上述的技术方案，本发明有益效果：隧道专用速凝防水型添加剂具有安全环保、强度无损失、防水等优点，隧道专用速凝防水型添加剂可减少对地下施工环境的危害，碱集料反应的危害，使用过程中高PH值的危害以及对喷射混凝土后期强度的损失等。

附图说明

图1是应用本发明实施例提供的隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺的流程图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和 /或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1所示，本发明提出一种隧道专用速凝防水型添加剂合成工艺，由包括乙二醇胺、氟硅酸镁、硫酸铝、氟化钠和中和料的反应原料，经过反应搅拌合成，所述工艺流程包括：

S1：将乙二醇胺和氟硅酸镁计量投入，并进行一次给水，混合搅拌升温至80℃，反应至透明状，得到第一混合液；

S2：将硫酸铝计量投入第一混合液中，并进行二次给水，混合搅拌降温至70℃～80℃，反应至均匀溶液，得到第二混合液；

S3：将氟化钠和中和料计量投入第二混合液中，混合搅拌，温度维持在 65℃～75℃，得到隧道专用速凝防水型添加剂。

如上述S1所述，将乙二醇胺和氟硅酸镁计量投入，并进行一次给水，混合搅拌升温至80℃，反应至透明状，得到第一混合液；掺和隧道专用速凝防水型添加剂后，浆体结构凝结过快，易造成孔隙无法得到填充，因而28d抗压强度会有损失，氢氧化镁溶度积常数比氢氧化钙溶度积常数小6个数量级，镁离子能与氢氧根离子优先结合生成氢氧化镁供晶核，促进硅酸三钙中析出凝胶及时填充空隙，可在隧道专用速凝添加剂制备中引入镁离子以保证水泥石后期强度不损失。

如上述S2所述，将硫酸铝计量投入第一混合液中，并进行二次给水，混合搅拌降温至70℃～80℃，反应至均匀溶液，得到第二混合液；硫酸铝系列液体隧道专用速凝防水型添加剂存在掺量和稳定性的矛盾，要使隧道专用速凝防水型添加剂稳定性变好，则溶液中不能溶解过多硫酸铝，有效组分的减少必然要增加隧道专用速凝防水型添加剂的掺量。隧道专用速凝防水型添加剂中起主要速凝作用的是铝离子因此，可以选用氧化铝含量较高的原料，聚合硫酸铝中氧化铝含量在17％以上，因此是优选的原料。

如上述S3所述，将氟化钠和中和料计量投入第二混合液中，混合搅拌，温度维持在65℃～75℃，得到隧道专用速凝防水型添加剂；降低溶液的pH值能抑制水解反应，可添加中和料提高液体隧道专用速凝防水型添加剂的稳定性，添加氟化钠可起防腐作用，防止锈蚀钢筋，施工环境友好，对施工工人身体伤害小。由于隧道专用速凝防水型高效添加剂不像传统的隧道专用速凝添加剂含有大量的碱性物质，这样就极大程度上降低了由于碱性物质的引入对混凝土造成的破坏作用，如碱骨料反应；同时严格限制了氯离子的含量，这样就降低了钢筋锈蚀的可能性。

本实施例中，上述步骤S3中包括：搅拌30分钟，调节PH值到预设的PH阈值，得到隧道专用速凝防水型添加剂。搅拌30分钟达到最佳浆体的状态，PH 值呈中性或微酸性，不会对施工人员的皮肤和身体健康产生腐蚀性损伤，PH 值较高会对施工人员的身体产生较高的影响。

本实施例中，上述步骤S3中包括：将氟化钠和中和料计量投入所述第二混合液中，混合搅拌，温度维持在70℃。温度维持在70℃可达到最佳的反应温度，使得反应合成的隧道专用速凝防水型添加剂效果最好。

本实施例中，步骤S3之后包括：将所述隧道专用速凝防水型添加剂降温至45℃以下，然后取样检验。对最后反应合成的隧道专用速凝防水型添加剂的各项性能进行检验，是否达到技术指标，在本实施例中，隧道专用速凝防水型添加剂的技术指标为：密度：1.25～1.37g/ml；含固量：30～40％；PH值： 2.0～4.0；净浆初凝时间小于5min、终凝小于10min；1d抗压强度大于7Mpa； 28d抗压强度比大于90％；碱含量小于0.2％(按折固含量计)；氯离子含量小于0.01％(按折固含量计)；透气系数小于10-9cm/s；对钢筋无锈蚀作用；回弹率小于10％。

中和料包括PH调节剂。PH调节剂可提高液体隧道专用速凝防水型添加剂的稳定性，并且可以调节隧道专用速凝防水型添加剂的PH值，PH值呈中性或微酸性，不会对施工人员的皮肤和身体健康产生腐蚀性损伤，PH值较高会对施工人员的身体产生较高的影响。

本实施例中，上述步骤S3中包括：计量投入络合剂，并进行混合搅拌。硫酸铝系列液体隧道专用速凝添加剂稳定性差是因为高饱和硫酸铝溶液析晶和铝离子在水中极易发生水解-聚合-沉淀的反应使溶液变成不可逆的凝胶状。降低溶液的PH值能抑制水解反应，使用络合剂络合铝离子形成可溶性络合离子也能抑制硫酸铝析晶和水解。

在本实施例中，还包括流量计，所述一次给水和所述二次给水的给水量通过所述流量计控制。一次给水和二次给水都需要计量投入，通过流量计可控制一次给水的给水量和二次给水的给水量，防止最后反应合成的隧道专用速凝防水型添加剂含水量太大，会产生隧道壁上比较光滑，使得喷射混凝土与壁之间的粘结力变小，容易掉灰，造成速凝添加剂的回弹率大；增大了喷射混凝土的水胶比，使得隧道专用速凝防水型添加剂凝结时间延长，速凝的效果减弱；喷射混凝土的水胶比增大，对混凝土强度有影响等问题。

综上所述，本发明有益效果：隧道专用速凝防水型添加剂具有安全环保、强度无损失、防水等优点，隧道专用速凝防水型添加剂在施工过程中不会出现粉尘，无污染，可减少对地下施工环境的危害，碱集料反应的危害，使用过程中高PH值的危害以及对喷射混凝土后期强度的损失等，在喷射混凝土施工中，隧道专用速凝防水高效添加剂能够使砂浆或混凝土在很短的时间内迅速的凝结硬化，并保证后期强度不损失。

以上所述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，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。