CN108516753A - 一种干混砂浆外加剂及干混砂浆与其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干混砂浆外加剂，其由下述的原料及重量百分比组成：纤维素醚25％～35％，葡萄糖酸钠25％～35％，十二烷基苯磺酸钠15％～25％，萘磺酸钠10％～20％；本发明还公开了一种干混砂浆，其由下述的原料及重量百分比组成：砂75％～85％；水泥10％～20％；粉煤灰4％～7％；外加剂1％～5％。本发明还公开了所述干混砂浆的制备方法；该干混砂浆外加剂，把保水增稠、分散减水、缓凝和引气功能集成一体；该外加剂制成的干混砂浆，具有极低的收缩率，达到十分突出的抗裂性能，同时具有优异的力学性能，保水效果好，且施工效果好。

Description

一种干混砂浆外加剂及干混砂浆与其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种干混砂浆外加剂。
背景技术
干混砂浆是经干燥筛分处理的细集料与胶凝材料、矿物掺合料及化学外加剂等按一定比例混合而成的固体混合物，其在使用地点按规定比例加水或配成液体拌和后使用。外加剂的引入主要是改善砂浆的施工性能，比如，保水、增稠，增加流动性、调整凝结时间等。保水增稠剂、可再分散胶粉、减水剂等是干混砂浆最主要的化学外加剂，尽管它们在干混砂浆中的总掺量大多控制在0.01％～5％的范围内，但是它们对砂浆在搅拌和施工过程中以及硬化以后的各种性能产生重要影响。另外，水泥的凝结速度也会直接影响砂浆和混凝土的凝结硬化速度。因此，为保证砂浆和混凝土有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，必须要求水泥有一个初凝时间。而当施工完毕后又希望混凝土能较快硬化，缩短脱模时间，因此又要求水泥有不太长的终凝时间。水泥的凝结时间，国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，一般为1～3h，终凝时间不得迟于6.5h；普通水泥初凝时间不得早于45min，终凝不得迟于10h。初凝时间：从水泥加水拌合至水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间：从水泥加水拌合至水泥浆完全失去塑性并开始具有硬度的时间。国家标准为何要规定水泥的初凝和终凝时间是因为水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间称为水泥的凝结时间。水泥的凝结时间分为初凝和终凝两种。初凝表示水泥浆开始失去可塑性并凝聚成块，此时不具有机械强度。终凝表示胶体进一步紧密并失去其可塑性，产生机械强度，并能抵抗一定外力。影响水泥凝结时间的因素有很多，如水泥熟料的矿物组成和含量(特别是铝酸盐含量)、水泥粉磨细度、石膏掺加量、碱含量、混合材掺加量，等等。此外，混凝土的加水量、水泥用量、外加剂用量以及施工温度等同样会影响水泥的凝结时间。凝结时间中的初凝时间达不到，就会导致急凝；超过了终凝时间就会导致早期强度达不到。
目前，干混砂浆外加剂已有不少品种可供选择和使用。但是，存在的主要问题是，现有的干混砂浆外加剂的功能单一，无法同时具有较好的保水增稠、分散减水、缓凝(合适的凝结时间)和引气功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种干混砂浆外加剂，把保水增稠、分散减水、缓凝和引气功能集成一体；还提供一种干混砂浆，具有极低的收缩率，达到十分突出的抗裂性能，同时具有优异的力学性能，保水效果好，且施工效果好。
本发明是这样实现的：
本发明目的之一在于提供一种干混砂浆外加剂，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 25％～35％
葡萄糖酸钠 25％～35％
十二烷基苯磺酸钠 15％～25％
萘磺酸钠 10％～20％。
本发明的目的之二在于提供一种含所述外加剂的干混砂浆，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂75％～85％
水泥10％～20％
粉煤灰4％～7％
外加剂1％～5％。
本发明的目的之三在于提供一种干混砂浆的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1、将所述重量份数的砂、水泥、粉煤灰烘干处理，然后放入搅拌机中搅拌均匀；
步骤2、将所述重量份数的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠，加入到搅拌机中，搅拌均匀；
步骤3、将步骤2的混合物加入到步骤1中的混合物中，搅拌均匀，计量包装。
下面对本发明做进一步解释和说明：
1、纤维素醚：纤维素醚在干混砂浆中是一种添加量很低，但是能显著改善砂浆的性能，并影响砂浆施工性能的主要添加剂。在干混砂浆中使用的纤维素醚主要是甲基羟乙基纤维素醚(MHEC)和甲基羟丙基纤维素醚(MHPC)，在干混砂浆中，甲基纤维素醚起着保水、增稠、改善施工性能等作用。良好的保水性，确保砂浆中有足够的水，水泥水化完全，减少砂浆起砂、起粉和强度低的现象；增稠效果明显，满足工人对砂浆稠度的要求，保持更长的可施工时间，方便施工。另外增稠效果会使湿砂浆的结构强度大大增强；纤维素醚的分子式如下：
2、葡萄糖酸钠：是一种缓凝剂。缓凝剂是延长砂浆凝结时间的一种添加剂。缓凝剂对水泥缓凝的理论主要包括吸附理论、生成络盐理论、沉淀理论和控制氢氧化钙结晶产生理论。多数的有机缓凝剂有表面活性，在固液界面产生吸附，改变固体粒子表面性质，即亲水性。由于吸附作用，分子中的羟基在水泥粒子表面阻碍水泥水化过程，使晶体相互接触受到屏蔽，改变了结构形成过程。葡萄糖酸钠的作用机理就是吸附在C3S表面生成吸附膜，阻碍了水泥水化，从而延长了水泥的凝结时间。葡萄糖酸钠的分子式如下：
3、十二烷基苯磺酸钠：在砂浆中作为一种引气剂，分子式C18H29NaO3S。引气剂是指在砂浆搅拌中能引入大量分布均匀的微小气泡，能降低砂浆中低配水的表面张力，从而导致更好的分散性，减少砂浆混凝土拌合物的泌水、离析的添加剂。另外，引入细微而稳定的气泡提高了施工性能。十二烷基苯磺酸钠的加入使砂浆内形成大量微小的封闭状气泡，这些气泡如同滚珠一样，减少骨料颗粒间的摩擦阻力，更易施工；
4、萘磺酸钠：为阴离子型表面活性剂，在水溶液中能电离出简单的阳离子，与憎水基相连的亲水基为阴离子。萘磺酸钠在干混砂浆中作为分散剂，用量虽少，但是对砂浆性能影响较大。萘磺酸钠吸附在固体颗粒表面以后，亲水基的一端往往会吸附一层水分子，因此在固体粒子表面形成一层水膜，使相邻的两个固体粒子很容易被水湿润而分开，阻止凝聚结构的形成。固体颗粒分散，粒子的表面积增加，萘磺酸钠降低了固液界面的表面张力，因此使得分散体系相对稳定。萘磺酸钠增加了粒子间的静电斥力，使得固液分散体系更加稳定。砂浆中掺加萘磺酸钠，颗粒之间分散效果更好，颗粒外表有一层水膜包裹着，减少了颗粒之间的摩擦，施工性能更好。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
1、本发明提供的干混砂浆外加剂把保水增稠、分散减水、缓凝和引气功能集成一体：该多功能外加剂的纤维素醚的纤维素片段，具有调节干混砂浆流变功能，可以在足够长的时间内保持砂浆中的水分，使凝结硬化过程得以持续进行；该外加剂中葡萄糖酸钠含有长链羧基、十二烷基苯磺酸钠以及萘磺酸钠含有磺酸基，提高了无机胶凝材料在拌和水中的分散性能，达到了高效减水的效果；
其中，纤维素醚起着保水、增稠、改善施工性能等作用；葡萄糖酸钠作为缓凝剂，延长砂浆凝结时间，葡萄糖酸钠的作用机理就是吸附在C3S表面生成吸附膜，阻碍了水泥水化，从而延长了水泥的凝结时间(凝结时间中的初凝时间达不到，就会导致急凝；超过了终凝时间就会导致早期强度达不到。这个指标是为了施工制定的)；十二烷基苯磺酸钠在砂浆中作为一种引气剂，在砂浆搅拌中能引入大量分布均匀的微小气泡，能降低砂浆中低配水的表面张力，从而导致更好的分散性，减少砂浆混凝土拌合物的泌水、离析的添加剂，适量引气剂的加入可改善混凝土内部的结构，大大提高混凝土的抗冻性能；萘磺酸钠为阴离子型表面活性剂，在固体粒子表面形成一层水膜，使相邻的两个固体粒子很容易被水湿润而分开，阻止凝聚结构的形成，固体颗粒分散，粒子的表面积增加，萘磺酸钠降低了固液界面的表面张力，因此使得分散体系相对稳定，萘磺酸钠增加了粒子间的静电斥力，使得固液分散体系更加稳定。
2、本发明提供的干混砂浆外加剂中，本申请人根据大量的探索，为使保水增稠、分散减水、缓凝和引气四个功能均优，才创造性地提供出本发明中的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠四种原料比例；
3、本发明提供的干混砂浆，具有极低的收缩率，达到十分突出的抗裂性能；同时具有优异的力学性能，保水效果好，且施工效果好。
具体实施方式
实施例1
1、一种干混砂浆外加剂，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 25％
葡萄糖酸钠 35％
十二烷基苯磺酸钠 25％
萘磺酸钠 15％。
2、一种干混砂浆，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂75％
水泥15％
粉煤灰5％
外加剂5％。
3、所述的干混砂浆的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将所述重量份数的砂、水泥、粉煤灰烘干处理，然后放入搅拌机中搅拌均匀；
步骤2、将所述重量份数的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠，加入到搅拌机中，搅拌均匀；
步骤3、将步骤2的混合物加入到步骤1中的混合物中，搅拌均匀，计量包装。
实施例2
1、一种干混砂浆外加剂，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 35％
葡萄糖酸钠 25％
十二烷基苯磺酸钠 20％
萘磺酸钠 20％。
2、一种干混砂浆，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂85％
水泥10％
粉煤灰4％
外加剂1％。
4、所述的干混砂浆的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将所述重量份数的砂、水泥、粉煤灰烘干处理，然后放入搅拌机中搅拌均匀；
步骤2、将所述重量份数的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠，加入到搅拌机中，搅拌均匀；
步骤3、将步骤2的混合物加入到步骤1中的混合物中，搅拌均匀，计量包装。
实施例3
1、一种干混砂浆外加剂，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 30％
葡萄糖酸钠 35％
十二烷基苯磺酸钠 15％
萘磺酸钠 20％。
2、一种干混砂浆，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂 75％
水泥 20％
粉煤灰 4％
外加剂 1％。
5、所述的干混砂浆的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将所述重量份数的砂、水泥、粉煤灰烘干处理，然后放入搅拌机中搅拌均匀；
步骤2、将所述重量份数的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠，加入到搅拌机中，搅拌均匀；
步骤3、将步骤2的混合物加入到步骤1中的混合物中，搅拌均匀，计量包装。
实施例4
1、一种干混砂浆外加剂，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 35％
葡萄糖酸钠 30％
十二烷基苯磺酸钠 25％
萘磺酸钠 10％。
2、一种干混砂浆，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂 75％
水泥 15％
粉煤灰 7％
外加剂 3％。
3、所述的干混砂浆的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将所述重量份数的砂、水泥、粉煤灰烘干处理，然后放入搅拌机中搅拌均匀；
步骤2、将所述重量份数的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠，加入到搅拌机中，搅拌均匀；
步骤3、将步骤2的混合物加入到步骤1中的混合物中，搅拌均匀，计量包装。
实施例5
1、一种干混砂浆外加剂，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 30％
葡萄糖酸钠 30％
十二烷基苯磺酸钠 20％
萘磺酸钠 20％。
2、一种干混砂浆，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂80％
水泥15％
粉煤灰4％
外加剂1％。
3、所述的干混砂浆的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将所述重量份数的砂、水泥、粉煤灰烘干处理，然后放入搅拌机中搅拌均匀；
步骤2、将所述重量份数的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠，加入到搅拌机中，搅拌均匀；
步骤3、将步骤2的混合物加入到步骤1中的混合物中，搅拌均匀，计量包装。
对比例1
除不含葡萄糖酸钠外，其余与实施例5的干混砂浆外加剂配比一样。
对比例2
除不含十二烷基苯磺酸钠外，其余与实施例5的干混砂浆外加剂配比一样。
对比例3
除不含萘磺酸钠外，其余与实施例5的干混砂浆外加剂配比一样。
实验例相关性能测定
1、相关性能指标检验结果验，具体见表1。本试验砂浆配合比参照JGJ98～2000《砌筑砂浆配合比设计规程》执行，本试验方法主要以JGJ/T70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》、GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》和GB/T25181-2010(预拌砂浆》标准为依据。
表1相关性能指标检验结果
由表1可知，本发明提供的一种干混砂浆，具有极低的收缩率，达到十分突出的抗裂性能，同时具有优异的力学性能，保水效果好，且施工效果好。本发明提供的干混砂浆外加剂把把保水增稠、分散减水、缓凝和引气功能集成一体，大幅度改善砂浆硬化体的综合性能。
所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (7)

1.一种干混砂浆外加剂，其特征在于，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 25％～35％
葡萄糖酸钠 25％～35％
十二烷基苯磺酸钠 15％～25％
萘磺酸钠 10％～20％。
2.如权利要求1所述的干混砂浆外加剂，其特征在于，其由下述的原料及重量百分比组成：
纤维素醚 30％
葡萄糖酸钠 30％
十二烷基苯磺酸钠 20％
萘磺酸钠 20％。
3.一种含权利要求1-2任一所述外加剂的干混砂浆，其特征在于，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂 75％～85％
水泥 10％～20％
粉煤灰 4％～7％
外加剂 1％～5％。
4.如权利要求3所述的干混砂浆，其特征在于，其由下述的原料及重量百分比组成：
砂 80％
水泥 15％
粉煤灰 4％
外加剂 1％。
5.一种权利要求3-4任一所述的干混砂浆的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1、将所述重量份数的砂、水泥、粉煤灰烘干处理，然后放入搅拌机中搅拌均匀；
步骤2、将所述重量份数的纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、萘磺酸钠，加入到搅拌机中，搅拌均匀；
步骤3、将步骤2的混合物加入到步骤1中的混合物中，搅拌均匀，计量包装。
6.如权利要求5所述的干混砂浆外加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中烘干处理采用三回程烘干机。
7.如权利要求5所述的干混砂浆外加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的搅拌机采用V型高效搅拌机。
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