CN106892586B - 一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂及其制备方法，所述湿拌砂浆外加剂由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，其中早强防冻调节剂由以下重量百分比的组分组成：缓凝剂4‑8％、早强防冻剂10‑25％、水67‑86％；早强防冻剂为硝酸钙、甲酸钙、硝酸钠三者的混合物，其中甲酸钙用量为硝酸钙用量的20‑30％、硝酸钠用量为硝酸钙用量的30‑45％；稳塑剂由减水剂、引气剂、稳泡剂、保水剂、水制成，本发明湿拌砂浆外加剂通过合理配置各原料组分，所得到的外加剂可以有效提高湿拌砂浆的抗冻性、保证湿拌砂浆的硬化强度，同时使湿拌砂浆具有高保水率、高拉伸粘结强度和高抗压强度，施工性好。

Description

一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂及其制备方法。
背景技术
商品砂浆有干混和湿拌两种形式。干混砂浆，是由胶凝材料、矿物掺和料、细骨料、外加剂等固体材料组合而成，按照一定配比通过干混工艺进行预拌而成的一种干粉建筑材料。但是，由于干混砂浆在运送过程中容易离析，且原料砂需要经过烘干后进行多级筛分，能耗大；干混过程中所产生粉尘大，除尘难度大，污染环境，并且为保证干混砂浆的质量，国家规定：制备干混砂浆时将砂子烘干后再与胶凝材料混合，而施工时又必须加水搅拌形成湿拌砂浆，增大了生产的负担。湿拌砂浆主要由水泥、细骨料、矿物掺合料、外加剂和水等材料按一定比例拌制后，运送至使用地点，并在规定时间内使用完的拌合物。近年来，随着施工现场禁止搅拌砂浆政策的落实，质量稳定、黏结性好、可施工时间长等优势的湿拌砂浆在南方地区得到了长足的发展。然而，与南方地区不同的是，北方地区冬季寒冷，湿拌砂浆在施工过程中势必受到低温环境的影响。
由于湿拌砂浆的施工方式是先储存再使用的过程，因此，其受冻主要分为两个阶段：第一阶段是在砂浆拌合后至使用前的储存阶段，此时砂浆中自由水份充足，呈现出流动性；第二阶段是在砂浆硬化后期，砂浆中的游离水受冻产生膨胀与冰晶压力，进而导致砂浆结构破坏。本发明就针对这种现象研发了一种可以用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，所述外加剂可以有效提高湿拌砂浆的抗冻性、保证湿拌砂浆的硬化强度，同时还可以提供很好的施工性。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，其中稳塑剂主要起到降低体系水胶比和提高砂浆施工性、保水性的作用，早强防冻调节剂主要起到防冻早强和延长砂浆的开放时间的作用。
其中，稳塑剂由以下重量百分比的组分组成：减水剂15-20％、引气剂0.4-0.8％、稳泡剂0.2-0.5％、保水剂2-4％、水74.7-82.4％；早强防冻调节剂由以下重量百分比的组分组成：缓凝剂4-8％、早强防冻剂10-25％、水67-86％。
其中减水剂是以异戊烯醇聚氧乙烯醚大单体合成得到的聚羧酸系高性能减水剂，它的减水率高、保塑性好；引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、三萜皂苷中的至少一种；稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺；保水剂为羟丙基甲基纤维素、温轮胶，羟丙基甲基纤维素用量为温轮胶用量的5-15％。
其中缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠中的至少两种；早强防冻剂为以硝酸钙做为主要早强防冻剂并复合有机早强防冻剂或其他无机早强防冻剂而成；本发明中涉及的早强防冻剂为硝酸钙、甲酸钙、硝酸钠三者的混合物，其中甲酸钙用量为硝酸钙用量的20-30％、硝酸钠用量为硝酸钙用量的30-45％。
作为优选方案，所述早强防冻调节剂由以下重量百分比的组分组成：缓凝剂4.5-7％、早强防冻剂15-21.5％、水71.5-80.5％；早强防冻剂为硝酸钙、甲酸钙、硝酸钠三者的混合物，其中甲酸钙用量为硝酸钙用量的23-28％、硝酸钠用量为硝酸钙用量的39-42％。
本发明还提供了上述适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)稳塑剂的制备：先将配方中70-80％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，再加入减水剂，搅拌5-10min；再将体系温度升温至45-55℃，然后加入保水剂，搅拌10-15min；再将体系温度降至室温，然后加入引气剂，搅拌10-15min；加入稳泡剂，搅拌5-10min，最后加入剩余的水，搅拌5-10min即可得到成品。
(2)早强防冻调节剂的制备：先将配方中70-80％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，加入早强防冻剂，搅拌15-20min；加入缓凝剂，搅拌10-15min；最后加入剩余的水，搅拌5-10min即可得到成品。
本发明得到的稳塑剂按照砂浆配比中胶材总量的2％-3％掺入，得到的早强防冻调节剂按照砂浆配比中胶材总量的2.5％-3.5％掺入。
本发明的有益效果是：
本发明湿拌砂浆外加剂通过合理配置各原料组分，所得到的外加剂可以有效提高湿拌砂浆的抗冻性，保证湿拌砂浆的硬化强度，同时使湿拌砂浆保水率高，且具有高拉伸粘结强度和高抗压强度，并具有很好的施工性，适用于推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
实施例1：
一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，具体配方如下：
稳塑剂：减水剂为聚羧酸系高性能减水剂170g；保水剂为温轮胶30g、羟丙基甲基纤维素2g；引气剂为十二烷基苯磺酸钠3g、十二烷基硫酸钠3g；稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺3g；水789g；
早强防冻调节剂：缓凝剂为葡萄糖酸钠30g、白糖15g；早强防冻组分为硝酸钙90g、甲酸钙25g、硝酸钠35g；水805g。
上述适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法为：
(1)稳塑剂的制备：先将配方中80％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，再加入减水剂，搅拌5min；再将体系温度升温至45℃，然后加入保水剂，搅拌15min；再将体系温度降至室温，然后加入引气剂，搅拌15min；加入稳泡剂，搅拌5min，最后加入剩余的水，搅拌10min即可得到成品；
(2)早强防冻调节剂的制备：先将配方中70％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，加入早强防冻剂，搅拌15min；加入缓凝剂，搅拌15min；最后加入剩余的水，搅拌10min即可得到成品。
实施例2：
一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，具体配方如下：
稳塑剂：减水剂为聚羧酸系高性能减水剂185g；保水剂为温轮胶30g、羟丙基甲基纤维素3g；引气剂为十二烷基硫酸钠3g、三萜皂苷4g；稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺4g；水771g。
早强防冻调节剂：缓凝剂为葡萄糖酸钠40g、白糖15g、六偏磷酸钠15g；早强防冻组分为硝酸钙130g、甲酸钙30g、硝酸钠55g；水715g。
上述适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法为：
(1)稳塑剂的制备：先将配方中75％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，再加入减水剂，搅拌10min；再将体系温度升温至50℃，然后加入保水剂，搅拌10min；再将体系温度降至室温，然后加入引气剂，搅拌10min；加入稳泡剂，搅拌10min，最后加入剩余的水，搅拌5min即可得到成品；
(2)早强防冻调节剂的制备：先将配方中75％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，加入早强防冻剂，搅拌20min；加入缓凝剂，搅拌10min；最后加入剩余的水，搅拌10min即可得到成品。
实施例3：
一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，具体配方如下：
稳塑剂：减水剂为聚羧酸系高性能减水剂180g；保水剂为温轮胶27g、羟丙基甲基纤维素3g；引气剂为十二烷基硫酸钠3g、三萜皂苷3g；稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺5g；水779g。
早强防冻调节剂：缓凝剂为葡萄糖酸钠30g、柠檬酸钠30g、六偏磷酸钠20g；早强防冻组分为硝酸钙160g、甲酸钙32g、硝酸钠58g；水670g。
上述适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法为：
(1)稳塑剂的制备：先将配方中70％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，再加入减水剂，搅拌10min；再将体系温度升温至55℃，然后加入保水剂，搅拌15min；再将体系温度降至室温，然后加入引气剂，搅拌10min；加入稳泡剂，搅拌10min，最后加入剩余的水，搅拌10min即可得到成品；
(2)早强防冻调节剂的制备：先将配方中80％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，加入早强防冻剂，搅拌20min；加入缓凝剂，搅拌10min；最后加入剩余的水，搅拌5min即可得到成品。
实施例4：
一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，具体配方如下：
稳塑剂：减水剂为聚羧酸系高性能减水剂160g；保水剂为温轮胶22g、羟丙基甲基纤维素3g；引气剂为十二烷基苯磺酸钠5g；稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺4g；水806g。
早强防冻调节剂：缓凝剂为葡萄糖酸钠20g、柠檬酸钠20g；早强防冻组分为硝酸钙60g、甲酸钙13g、硝酸钠27g；水860g。
上述适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法同实施例1。
实施例5：
一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，具体配方如下：
稳塑剂：减水剂为聚羧酸系高性能减水剂150g；保水剂为温轮胶19g、羟丙基甲基纤维素1g；引气剂为十二烷基苯磺酸钠2g、三萜皂苷2g；稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺2g；水824g。
早强防冻调节剂：缓凝剂为葡萄糖酸钠25g、柠檬酸钠20g、六偏磷酸钠15g；早强防冻组分为硝酸钙120g、甲酸钙36g、硝酸钠44g；水740g。
上述适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法同实施例2。
实施例6：
一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，由稳塑剂和早强防冻调节剂两种外加剂复合而成，具体配方如下：
稳塑剂：减水剂为聚羧酸系高性能减水剂200g；保水剂为温轮胶35g、羟丙基甲基纤维素5g；引气剂为十二烷基硫酸钠4g、三萜皂苷4g；稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺5g；水747g。
早强防冻调节剂：缓凝剂为葡萄糖酸钠40g、白糖30g；早强防冻组分为硝酸钙120g、甲酸钙24g、硝酸钠36g；水750g。
上述适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法同实施例3。
实施效果：
按照砂浆强度等级为M10设计砂浆配合比，将实施例1-2制备的湿拌砂浆外加剂加入砂浆中，砂浆具体配合比如表1所示。
表1砂浆配合比
按照JGJ/T223-2010标准中的方法对上述砂浆进行性能测试，其测定结果如表2所示。
表2测试结果
由表2可以看出，掺有本发明提供的湿拌砂浆外加剂的砂浆的各项检测指标均明显优于空白试验的砂浆，所得砂浆保水率高，且具有高拉伸粘结强度和高抗压强度，抗冻性能强，施工性能好，综合性能优异，适用于推广应用。

Claims (6)

1.一种适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，其特征在于，所述湿拌砂浆外加剂由稳塑剂和早强防冻调节剂复合而成，所述早强防冻调节剂由以下重量百分比的组分组成：缓凝剂4-8％、早强防冻剂10-25％、水67-86％；所述早强防冻剂为硝酸钙、甲酸钙、硝酸钠三者的混合物，其中甲酸钙用量为硝酸钙用量的20-30％，硝酸钠用量为硝酸钙用量的30-45％。
所述稳塑剂由以下重量百分比的组分组成：减水剂15-20％、引气剂0.4-0.8％、稳泡剂0.2-0.5％、保水剂2-4％，水74.7-82.4％；
所述减水剂是以异戊烯醇聚氧乙烯醚大单体合成得到的聚羧酸系高性能减水剂；
所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、三萜皂苷中的至少一种；
所述稳泡剂为脂肪酰二乙醇胺；
所述保水剂为羟丙基甲基纤维素、温轮胶，所述羟丙基甲基纤维素用量为温轮胶用量的5-15％。
2.根据权利要求1所述的适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，其特征在于，所述早强防冻调节剂由以下重量百分比的组分组成：缓凝剂4.5-7％、早强防冻剂15-21.5％、水71.5-80.5％。
3.根据权利要求1所述的适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，其特征在于，所述甲酸钙用量为硝酸钙用量的23-28％、硝酸钠用量为硝酸钙用量的39-42％。
4.根据权利要求1所述的适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，其特征在于，所述缓凝剂为萄糖酸钠、白糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠中的至少两种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)稳塑剂的制备：先将配方中70-80％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，再加入减水剂，搅拌5-10min；再将体系温度升温至45-55℃，然后加入保水剂，搅拌10-15min；再将体系温度降至室温，然后加入引气剂，搅拌10-15min；加入稳泡剂，搅拌5-10min，最后加入剩余的水，搅拌5-10min即可得到成品；
(2)早强防冻调节剂的制备：先将配方中70-80％的水倒入装有搅拌的四口烧瓶中，加入早强防冻剂，搅拌15-20min；加入缓凝剂，搅拌10-15min；最后加入剩余的水，搅拌5-10min即可得到成品。
6.根据权利要求1-4任一项所述的适用于冬季施工的湿拌砂浆外加剂，其特征在于，所述稳塑剂按照砂浆配比中胶材总量的2％-3％掺入；所述调节剂按照砂浆配比中胶材总量的2.5％-3.5％掺入。
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