CN101948276A - 一种水泥砂浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥砂浆的制备方法，将选取的原料三羟甲基丙烷(TMP)经干燥处理一定时间后与甲苯二异氰酸酯在一定的条件下反应制得预聚体；将甲氧基聚乙二醇在一定的条件下抽滤后与预聚体在一定条件反应制得高性能水溶性聚氨酯，降温后按一定的固含量加水稀释水溶性聚氨酯，将制得的水溶性聚氨酯与水泥、细砂、外加剂等按照一定的重量比，特定的搅拌工艺搅拌后既得高性能水泥砂浆。采用本发明方法制得的水泥砂浆抗折强度大、弹性模量高、耐腐蚀性好。

Description

一种水泥砂浆的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水泥砂浆的制备方法。
背景技术
水泥砂浆具有原料丰富，价格低廉，抗压强度高，耐久性好，生产工艺简单，用途广泛等众多优点，在道路及桥梁工程中有着广泛应用。但是普通的水泥砂浆，存在着抗弯拉强度低、耐腐蚀性能差、抗渗性能弱等缺点，在外界环境条件下，受空气中的二氧化碳、水、酸雨等腐蚀性物质的长期侵蚀，及冷、热、干、湿的交替作用，其使用寿命大大降低。
聚合物改性水泥基材料自1923年问世以来，得到了迅速发展。20世纪80年代后，世界范围对这一领域研究的兴趣与日俱增，并取得了大量的研究成果。聚合物改性水泥砂浆是以聚合物作为改性剂的水泥砂浆，聚合物的引入使得水泥砂浆的抗折、抗拉和粘结强度较普通水泥砂浆都有明显提高；同时聚合物的引入也改善了原有水泥砂浆的微观结构，表现为抗渗、抗氯离子侵蚀能力的提高。目前聚合物改性水泥砂浆的研究种类很多，但是改性效果仍不理想。
发明内容
本发明的目的是制备出一种高性能水泥砂浆，其制造所得的高性能水机砂浆的抗折、抗拉、粘结强度、抗腐蚀性等性能较为理想。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种水泥砂浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)称取一定量的水泥、细砂、纤维素，将此三种固体料放入搅拌机中，手控慢速搅拌，直到三种固体料搅拌均匀为止，其中三种固体料的质量比为水泥∶细砂∶纤维素＝1∶(1-3)∶(0.0005-0.0008)；
(2)称取一定量的水，把其中的三分之二放入步骤(1)搅拌均匀的水泥、细砂、纤维素混合骨料中，手控慢速搅拌均匀，其中水与混合骨料的重量比为水∶混合骨料＝(0.4-0.6)∶1；
(3)向混合均匀的复合料中加入水泥质量2.7％的聚羧酸类减水剂，手控搅拌均匀；减水剂溶液中含有水泥质量0.36％的葡萄糖酸钠；
4)向步骤(3)搅拌均匀的复合料中加入水泥质量15％-25％的水溶性聚氨酯溶液，搅拌均匀，用剩余的水洗去粘在杯壁上的水溶性聚氨酯，加入到混合均匀的复合料中并搅拌均匀；
5)将搅拌机调到自动当，然后按照慢速搅拌50-70秒、快速搅拌50-70秒、停止搅拌50-70秒、再快速搅拌50-70秒的程序搅拌。
所述的水泥砂浆的制备方法，其特征在于：所述的水溶性聚氨酯是按照如下步骤合成制得：
(1)三羟甲基丙烷经4A分子筛浸泡47-50小时后，与甲苯二异氰酸酯在78-82℃油封条件下反应制得预聚体，三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶(2-4)，反应时间为1-2小时；
(2)将甲氧基聚乙二醇在110-130℃下真空抽滤1.5-2.5小时后，与步骤(1)制得的预聚体反应制得水溶性聚氨酯，将产物降温至65-72℃，按照固含量为55-65％加水稀释得水溶性聚氨酯溶液，其中甲氧基聚乙二醇与预聚体的摩尔比为(3.5-2.5)∶1，反应温度110-130℃，反应时间4～5小时。
本发明的有益效果：
采用本发明方法制得的水泥砂浆为高性能水泥砂浆，水泥砂浆的抗折、抗拉和粘结强度较普通水泥砂浆都有明显提高；抗渗、抗氯离子侵蚀能力的也大大提高。
附图说明
图1是水溶性聚氨酯的傅立叶转换红外线光谱(FTIR)测试图；
对本发明所制得的产物进行结构及性能测试，采用如下方式：
(1)水溶性聚氨酯的结构表征由FTIR进行；
(2)对于水泥砂浆的力学性能的评价，采用DKZ-5000型电动抗折机、YAW-30微机控制压力试验机、CA砂浆弹性模量试验机；
看图1：3321cm-1为NHCO顺式NH伸展振动吸收峰、1727cm-1为氨基甲酸酯中的C＝O伸缩振动吸收峰、1536cm-1为NHCO的N-H变形振动吸收峰，这三个吸收峰为氨基甲酸酯的特征峰。
本发明成功地以实验制得的水溶性聚氨酯为原料，通过与水泥、细砂、外加剂等原料的混合制得性能较高的水泥砂浆。
具体实施例
实施例1
取600克水泥、1200克细砂、0.324克纤维素、放于搅拌机中手动搅拌均匀后加入250克的水，手动搅拌机慢速搅拌均匀后，加入5.4克的聚羧酸减水剂溶液(溶有0.216克的葡萄糖酸钠)手动搅拌机慢速搅拌均匀，加入200克的水溶性聚氨酯溶液手动搅拌均匀后，再加入100克的水，然后把搅拌机调到自动当慢搅一分钟，快搅一分钟，停止一分钟，再快搅一分钟，将搅拌好的新制砂浆注模，放入水泥砂浆标准养护箱中养护。测得28天水泥砂浆的抗折抗压强度和弹性模量分别为6.0MPa、50MPa、10500MPa
实施例2
取600克水泥、1200克细砂、0.324克纤维素、放于搅拌机中手动搅拌均匀后加入250克的水，手动搅拌机慢速搅拌均匀后，加入5.4克的聚羧酸减水剂溶液(溶有0.216克的葡萄糖酸钠)手动搅拌机慢速搅拌均匀，加入150克的水溶性聚氨酯溶液手动搅拌均匀后，再加入100克的水，然后把搅拌机调到自动当慢搅一分钟快搅一分钟停止一分钟再快搅一分钟，将搅拌好的新制砂浆注模，放入水泥砂浆标准养护箱中养护。测得28天水泥砂浆的抗折抗压强度和弹性模量分别为5.5MPa、54MPa、1257MPa。
实施例3
取600克水泥、1200克细砂、0.324克纤维素、放于搅拌机中手动搅拌均匀后加入250克的水，手动搅拌机慢速搅拌均匀后，加入5.4克的聚羧酸减水剂溶液(溶有0.216克的葡萄糖酸钠)手动搅拌机慢速搅拌均匀，加入250克的水溶性聚氨酯溶液手动搅拌均匀后，再加入100克的水，然后把搅拌机调到自动当慢搅一分钟快搅一分钟停止一分钟再快搅一分钟，将搅拌好的新制砂浆注模，放入水泥砂浆标准养护箱中养护。测得28天水泥砂浆的抗折抗压强度和弹性模量分别为5.2MPa、43MPa、9675MPa。
实施例4
取600克水泥、1200克细砂、0.324克纤维素、放于搅拌机中手动搅拌均匀后加入250克的水，手动搅拌机慢速搅拌均匀后，加入5.4克的聚羧酸减水剂溶液(溶有0.216克的葡萄糖酸钠)手动搅拌机慢速搅拌均匀，再加入100克的水，然后把搅拌机调到自动当慢搅一分钟快搅一分钟停止一分钟再快搅一分钟，将搅拌好的新制砂浆注模，放入水泥砂浆标准养护箱中养护。测得28天水泥砂浆的抗折抗压强度和弹性模量分别为3.0MPa、43MPa、1400MPa。

Claims (2)

1.一种水泥砂浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)称取一定量的水泥、细砂、纤维素，将此三种固体料放入搅拌机中，手控慢速搅拌，直到三种固体料搅拌均匀为止，其中三种固体料的质量比为水泥∶细砂∶纤维素＝1∶(1-3)∶(0.0005-0.0008)；
(2)称取一定量的水，把其中的三分之二放入步骤(1)搅拌均匀的水泥、细砂、纤维素混合骨料中，手控慢速搅拌均匀，其中水与混合骨料的质量比为水∶混合骨料＝(0.4-0.6)∶1；
(3)向混合均匀的复合料中加入水泥质量2.7％的聚羧酸类减水剂，手控搅拌均匀；减水剂溶液中含有水泥质量0.36％的葡萄糖酸钠；
4)向步骤(3)搅拌均匀的复合料中加入水泥质量15％-25％的水溶性聚氨酯溶液，搅拌均匀，用剩余的水洗去粘在杯壁上的水溶性聚氨酯，加入到混合均匀的复合料中并搅拌均匀；
5)将搅拌机调到自动当，然后按照慢速搅拌50-70秒、快速搅拌50-70秒、停止搅拌50-70秒、再快速搅拌50-70秒的程序搅拌。
2.根据权利要求1所述的水泥砂浆的制备方法，其特征在于：所述的水溶性聚氨酯是按照如下步骤合成制得：
(1)三羟甲基丙烷经4A分子筛浸泡47-50小时后，与甲苯二异氰酸酯在78-82℃，油封条件下反应制得预聚体，三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶(2-4)，反应时间为1-2小时；
(2)将甲氧基聚乙二醇在110-130℃下真空抽滤1.5-2.5小时后，与步骤(1)制得的预聚体反应制得水溶性聚氨酯，将产物降温至65-72℃，按照固含量为55-65％加水稀释得水溶性聚氨酯溶液，其中甲氧基聚乙二醇与预聚体的摩尔比为(3.5-2.5)∶1，反应温度110-130℃，反应时间4～5小时。
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