CN107344822A - 一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料及其制备方法。所述保水增稠材料包括以下原料：膨润土、纤维素醚、淀粉醚、调凝剂、减水剂、矿渣、粉煤灰。所述保水增稠材料能改善砂浆和易性，延缓砂浆凝结时间，具有保水增稠，操作性好等优点，并且制备方法简单，施工方便，是一种成本较低的新型砂浆保水增稠材料。

Description

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及一种砂浆外加剂及其制备方法，特别是涉及一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料及其制备方法。

背景技术

砂浆是建筑行业中一种基本的建筑材料，在建筑工程中应用十分广泛,在建筑物的各个部位，从结构到装饰，从屋面、墙面到地面，几乎无所不用。它是由胶凝材料、矿物掺合料、细骨料、水以及外加剂按一定的比例配置而成的。砂浆在建筑工程中不直接承受荷载，而是传递荷载，主要包括：砌筑砂浆、抹面砂浆、地面砂浆、粘结砂浆还有特种砂浆等。传统的建筑砂浆是使用时由由施工单位在施工现场自行拌制，这种现场拌制方式存在不少缺点。第一、很难满足文明施工和环保要求。首先，施工现场必须设有沙堆场、石膏沉淀池、水泥库等原材料堆放场所，这样既占用了施工场地，又不利于文明施工，各种原材料(包括水泥、砂子、石灰膏等)的存放场地，会对周围的环境造成影响。其次，在砂浆拌制过程中会形成较多的扬尘，尤其是水泥使用过程中的粉尘排放量是施工扬尘的主要污染来源。再者，现场拌合砂浆的搅拌设备噪音大多超标，噪音扰民亦是城市一大环境问题。随着社会进步及人民生活质量的提高，环境问题已成为一个城市形象的代名词，而如上所述的出现在施工现场的种种环境问题，既有碍城市形象，也影响着人们的日常工作和生活，与时代的进步极不协调。第二、难以保证施工质量。首先，因计量的不准确而造成砂浆质量的异常波动，现场拌合砂浆往往无严格的计量，全凭工人现场估计，不能严格执行配合比；无法准确添加微量的外加剂；不能准确控制加水量；搅拌的均匀度难以控制，另原材料的质量波动大，如不同源地河砂含泥量与级配均有较大差异，在此条件下拌制的砂浆出现质量的异常波动是在所难免。其次，现场拌合砂浆施工性能差，因现拌砂浆无法或很少添加外加剂，导致砂浆和易性差，难以进行机械施工，操作费时费力，落灰多浪费大，质量事故多，如抹灰砂浆开裂剥落、防水砂浆渗漏等。再者，现拌砂浆品种单一，无法满足各种新型建材对砂浆的不同要求。

目前，我国建筑砂浆正在经历着一场变革，长期以来的现拌砂浆将被预拌砂浆所代替。预拌砂浆是所有组分均在专业工厂计量、拌合均匀，用搅拌运输车运抵施工现场应用的一类砂浆，具有供货量大、和易性好、质量稳定、施工速度快、环保等优点，适用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆。预拌砂浆具有一定的时效性，预拌砂浆自加水拌合到施工应用之间的这一段时间称为预拌砂浆的存放时间。预拌砂浆必须在规定时间内不凝结，否则砂浆就会失效；在施工以后，砂浆应较快地达到硬化状态，否则会影响正常施工进度，要达到这个目的，外加剂是关键。保水增稠剂的掺入，不仅显著改变预拌砂浆的和易性，同时也提高硬化砂浆的抗渗性能和抗冻融性能，这主要是由保水增稠剂降低了水灰比，改善了孔结构，从而影响砂浆的抗渗性、抗冻融性等，另外，砂浆的收缩性能和粘结强度也得到了显著改善，这主要是由于保水增稠剂降低了表面张力好而提高了保水率，从而减小了砂浆的塑性收缩和干燥收缩，提高了水泥水化程度，改善了界面结构。预拌砂浆中保水增稠材料主要有砂浆精、稠化粉等。砂浆精是以引气剂为主要成分，复合适量稳定剂等助剂配制而成，通过在新拌砂浆内产生大量均匀稳定、互不相通的微小气泡，从而改善砂浆和易性，但是存在砂浆抗压强度低的问题。稠化粉以无机矿物材料为主要原料，通过对水分子的物理吸附作用，达到使砂浆增稠、保水的目的。但当胶砂较小或应用于吸水性较大的强材时，砂浆的保水性能较差。预拌砂浆是商品砂浆的主要形式，有很大的市场潜力。与发达国家相比，我国研究预拌砂浆起步晚，研究不够深入，普及推广也较慢，因此，研究配置和易性好、工作性保持能力强、耐久性好的预拌砂浆，分析预拌砂浆生产与质量控制应注意的问题，对加快其推广应用具有重要现实意义。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的是提供一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料，所述保水增稠材料符合国家相关技术标准的要求，具有保水性强、和易性强，粘结性高，强度高等优点，并且制备方法简单，施工方便，是一种成本较低的新型砂浆保水增稠材料。

本发明采取以下技术方案：

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料，包括以下重量份的原料：膨润土25-60份、纤维素醚0.5-1.0份、淀粉醚0.7-1.5份、调凝剂2.3-4.7份、减水剂2.0-3.4份、矿渣10-25份、粉煤灰30-45份。

优选地，一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料，包括以下重量份的原料：膨润土35-50份、纤维素醚0.6－0.8份、淀粉醚0.8－1.2份、调凝剂2.5－4.7份、减水剂2.3－3.2份、矿渣15-25份、粉煤灰35-45份。

所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。膨润土能够削弱水泥颗粒表面的纤维素醚分子间的相互作用，减少砂浆在操作工具上的黏着力。与钠基膨润土相比，钙基膨润土在保水性、强度、线性收缩等方面均占优，且价格远低于钠基膨润土，提高钙基膨润土细度可提高保水增稠材料的性能，因此选用350目钙基膨润土。

所述纤维素醚为甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s,能在冷水中快速溶解。

纤维素醚与淀粉醚是有机高分子类保水增稠材料中最常见的两种，两种配合可以有效提高保水增稠材料对砂浆工作性能的改善效果。

所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠。白糖缓凝效果好，砂浆后期强度上升幅度大，价格便宜，但是工作性保持能力差；柠檬酸钠保持工作性能力强，但缓凝效果差，且价格较高，将二者混合使用可以扬长避短，充分发挥其优点。在砂浆运输和贮存期间，白糖和柠檬酸钠在水泥颗粒表面生成致密难溶的物质膜，阻碍了水泥正常水化，从而使C3A的水化和钙矾石(AFt)的形成过程都被延缓而起到缓凝作用，而当砂浆使用后，水泥水化反应又趋正常。GB/T25181-2010《预拌砂浆》中对湿拌砂浆凝结时间的要求分为8h、12h、24h，不掺加外加剂的砂浆凝结时间一般为2-5h，远远达不到要求。本发明中白糖和柠檬酸钠以比例为2﹕3混合作为缓凝剂，凝结时间可延长至8小时以上。

所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂、萘系减水剂、木质素磺酸盐、脂肪族减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和密胺系减水剂中的一种或两种以上复合而成。减水剂能够提高水泥聚集体的分散度，改变吸附水和游离水的比例，提高游离水的数量，从而提高水泥浆的流动性和稳定性。

优选地，所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁。

所述矿渣为高炉矿渣、锰铁矿渣、铅矿渣、铜矿渣、硫铁矿渣中的一种或两种以上复合而成。矿渣是具有一定水硬性的晶体矿物，含有潜在得到活性物质。矿渣颗粒呈多空型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，所以可以提高保水增稠材料的吸水能力，提高保水增稠效果。

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

粉煤灰能改善砂浆的流动性，降低砂浆的需水量，起到减水的作用，但砂浆的早期强度普遍较低，后期强度也低；矿渣在流动性和保水性方面较粉煤灰要差的多，减水作用也不如粉煤灰，但砂浆早期强度稍高，后期强度较高。综合二者的优缺点，本发明载体采用矿渣与粉煤灰复合，其中矿渣︰粉煤灰＝1︰2。

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土25-60份、纤维素醚0.5-1.0份、淀粉醚0.7-1.5份、调凝剂2.3-4.7份、减水剂2.0-3.4份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣10-25份、粉煤灰30-45份置入混合机中均匀混合，即得本发明所述的预拌砂浆保水增稠材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明的保水增稠材料可以延缓砂浆的凝结时间，避免了传统的砂浆凝结速度大于施工速度导致的资源浪费。

2、本发明的保水增稠材料具有保水性强、和易性强，粘结性高，强度高等优点，并且成本较低、制备方法简单，施工方便。

3、本发明的保水增稠材料在砂浆中应用时可增加砂浆稠度，延缓砂浆凝结时间，防泌水、防离析、防分层，同时本发明生产工艺简单，降低了砂浆成本，降低了操作人员的劳动强度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围。

一、含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土25-60份、纤维素醚0.5-1.0份、淀粉醚0.7-1.5份、调凝剂2.3-4.7份、减水剂2.0-3.4份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣10-25份、粉煤灰30-45份置入混合机中均匀混合，即得本发明所述的预拌砂浆保水增稠材料。

所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。

所述纤维素醚为甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s。

所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠，其中白糖和柠檬酸钠比例为2﹕3。

所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂、萘系减水剂、木质素磺酸盐、脂肪族减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和密胺系减水剂中的一种或两种以上复合而成。

所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁。

所述矿渣为高炉矿渣、锰铁矿渣、铅矿渣、铜矿渣、硫铁矿渣中的一种或两种以上复合而成。

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

实施例1

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土50份、纤维素醚0.5份、淀粉醚0.8份、调凝剂2.5份、减水剂1.5份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣20份、粉煤灰40份置入混合机中均匀混合，即得本发明所述的预拌砂浆保水增稠材料。

所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。

所述纤维素醚为甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s。

所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠，其中白糖1.0份，柠檬酸钠1.5份。

所述减水剂为氨基磺酸钠。

所述矿渣为锰铁矿渣。

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

实施例2

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土30份、纤维素醚0.7份、淀粉醚1.0份、调凝剂2.8份、减水剂1.2份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣20份、粉煤灰40置入混合机中均匀混合，即得本发明所述的预拌砂浆保水增稠材料。

所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。

所述纤维素醚为甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s。

所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠，其中白糖1.12份，柠檬酸钠1.68份。

所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

所述矿渣为高炉矿渣。

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

实施例3

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土35份、纤维素醚0.8份、淀粉醚0.8份、调凝剂3份、减水剂1.3份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣15份、粉煤灰35份置入混合机中均匀混合，即得本发明所述的预拌砂浆保水增稠材料。

所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。

所述纤维素醚包括甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s。

所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠，其中白糖1.2份，柠檬酸钠1.8份。

所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂和密胺系减水剂两种复合而成，其中聚羧酸系高效减水剂0.6份、密胺系减水剂0.7份。

所述矿渣为锰铁矿渣和铜矿渣两种复合而成，其中锰铁矿渣10份、铜矿渣5份。

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

实施例4

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土40份、纤维素醚0.6份、淀粉醚1.2份、调凝剂3.5份、减水剂1.8份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣15份、粉煤灰30份置入混合机中均匀混合，即得本发明所述的预拌砂浆保水增稠材料。

所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。

所述纤维素醚包括甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s。

所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠，其中白糖1.4份，柠檬酸钠2.1份。

所述减水剂为脂肪族减水剂。

所述矿渣为铅矿渣。

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

实施例5

一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土45份、纤维素醚0.05份、淀粉醚1.0份、调凝剂3.8份、减水剂1.4份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣15份、粉煤灰35份置入混合机中均匀混合，即得到本发明所述的预拌砂浆保水增稠材料。

所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。

所述纤维素醚包括甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s。

所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠，其中白糖1.52份，柠檬酸钠2.28份。

所述减水剂为密胺系减水剂。

所述矿渣为铜矿渣。

所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

三、添加含膨润土的保水增稠材料的预拌砂浆性能测试，详见表1

表1预拌砂浆性能测试表

由表1可知，本发明实施例的含膨润土预拌砂浆保水增稠材料性能好，凝结时间较长。

以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：膨润土25-60份、纤维素醚0.5-1.0份、淀粉醚0.7-1.5份、调凝剂2.3-4.7份、减水剂2.0-3.4份、矿渣10-25份、粉煤灰30-45份。

2.根据权利要求1所述的含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：膨润土35-50份、纤维素醚0.6－0.8份、淀粉醚0.8－1.2份、调凝剂2.5－4.7份、减水剂2.3－3.2份、矿渣15-25份、粉煤灰35-45份。

3.根据权利要求1-2任一项所述的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，所述膨润土为钙基膨润土，细度为350目。

4.根据权利要求1-2任一项所述的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，所述纤维素醚为甲基纤维素醚，粘度为8000mPa·s。

5.根据权利要求1-2任一项所述的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，所述淀粉醚为羧甲基淀粉醚，pH＞11，pH 8-11(2％的水溶液)，细度＜500μm，粘度为2000mPa·s。

6.根据权利要求1-2任一项所述的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，所述调凝剂为白糖和柠檬酸钠。

7.根据权利要求1-2任一项所述的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂、萘系减水剂、木质素磺酸盐、脂肪族减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和密胺系减水剂中的一种或两种以上复合而成。

8.根据权利要求1-2任一项所述的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，所述矿渣为高炉矿渣、锰铁矿渣、铅矿渣、铜矿渣、硫铁矿渣中的一种或两种以上复合而成。

9.根据权利要求1-2任一项所述的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

10.根据权利要求1-2任一项所述的含膨润土的预拌砂浆保水增稠材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

S1：按以下重量份称取原料：膨润土25-60份、纤维素醚0.5-1.0份、淀粉醚0.7-1.5份、调凝剂2.3-4.7份、减水剂2.0-3.4份；

S2：将各原料置入混合机中均匀混合，然后称量矿渣10-25份、粉煤灰30-45份置入混合机中均匀混合，即得所述保水增稠材料。