CN109400052A - 一种防潮建筑砂浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防潮建筑砂浆的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。本发明以河砂为原料，先用乙醇溶液对河砂进行浸泡，再将浸泡后的河砂和有机硅烷以及水混合得到预混料，再将预混料和有机酸在高温下混合反应，得到改性预混料，备用，再以废弃的鸭毛为原料，通过酸浸和亚硫酸钠溶液浸泡处理，使得鸭毛蛋白中双硫键部分打开，提高鸭毛蛋白的溶解性，接着再用碱液溶解鸭毛蛋白得到富含鸭毛蛋白的反应滤液，最后将改性预混料、硅酸盐水泥和反应滤液以及水混合搅拌后即得防潮建筑砂浆，本发明制得的防潮建筑砂浆抗渗防潮性能极佳，具有广阔的应用前景。

Description

一种防潮建筑砂浆的制备方法
技术领域
本发明涉及一种防潮建筑砂浆的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。
背景技术
普通砂浆的抗渗性能、防潮性能较差，不能满足砌块砌体对砂浆性能的要求，从国内外的研究来看，目前主要的解决办法是通过外加组分或者助剂等材料进行改性，由此制得的主要抗渗防潮砂浆种类有：（1）聚合物砂浆，聚合物作为一种外加组分在水泥基胶凝材料中得到了广泛的应用，包括聚合物乳胶、可再分散性聚合物粉末，其优点是聚合物的加入可以改善或提高水泥砂浆和混凝土的强度、变形性能、粘结性、防水性和耐久性等性能。但是在传统聚合物砂浆配制方法中。聚合物掺量一般占水泥重量的5～15%，每方砂浆或混凝土的成本将增加数百元以至上千元；同时，由于聚合物的亲水性不够，易产生泌水，往往需添加保水剂，从而使砂浆的成本更高，使得聚合物砂浆难以为广大的建筑市场接受。（2）纤维增强砂浆，纤维应用于水泥砂浆和混凝土中，由于其化学稳定性好，能够有效控制砂浆和混凝土由收缩而引起的裂缝问题，改善它们的抗裂、抗渗性能，提高抗冻能力；同时具有掺加工艺简单、价格低廉、施工方便等优点，但由于其价格高，目前在市场上难以推广。
因此，发明一种新型防潮建筑砂浆对建筑材料制备技术领域具有积极的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的建筑砂浆防潮性能差，不能满足砌块砌体对砂浆性能的要求的缺陷，提供了一种防潮建筑砂浆的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种防潮建筑砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）收集河砂用质量分数为70%的乙醇溶液浸泡2～3天，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，即为预处理河砂，将得到的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水混合得到预混料；
（2）将上述预混料放入微波振荡仪中，微波振荡反应，得到振荡反应物，将振荡反应物加入到反应釜中，再向反应釜中加入柠檬酸溶液，搅拌反应，反应结束后，取出反应产物，即为改性预混料，备用；
（3）收集家禽加工厂废弃的鸭毛，将废弃鸭毛和浓度为0.8mol/L的盐酸混合后浸泡，过滤分离得到滤渣，将滤渣和浓度为0.5mol/L的亚硫酸氢钠溶液混合后继续浸泡，过滤分离得到滤饼；
（4）将上述得到的滤饼和浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液混合后放入超声振荡仪中，超声振荡反应，反应结束后过滤分离去除反应滤渣，得到反应滤液；
（5）按重量份数计，称取40～60份备用的改性预混料、30～40份硅酸盐水泥、15～20份上述反应滤液和30～40份水，依次加入混料机中，混合搅拌，搅拌结束后出料，即得防潮建筑砂浆。
步骤（1）中所述的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水的质量比为10:2:20。
步骤（2）中所述的微波振荡反应的温度为40～50℃，微波振荡反应的功率为200～300W，微波振荡反应的时间为1～2h，柠檬酸溶液的加入量为振荡反应物质量的10%，搅拌反应的温度为120～130℃，搅拌反应的时间为3～5h。
步骤（3）中所述的废弃鸭毛和盐酸的质量比为1:20，浸泡的温度为60～70℃，浸泡的时间为3～4h，滤渣和亚硫酸氢钠溶液的质量比为1:20，继续浸泡的温度为60～70℃，继续浸泡的时间为3～4h。
步骤（4）中所述的滤饼和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，超声振荡反应的温度为50～60℃，超声振荡反应的频率为25～35kHz，超声振荡反应的时间为1～2h。
步骤（5）中所述的混合搅拌的转速为80～100r/min，混合搅拌的时间为40～60min。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明以河砂为原料，先用乙醇溶液对河砂进行浸泡，再将浸泡后的河砂和有机硅烷以及水混合得到预混料，再将预混料和有机酸在高温下混合反应，得到改性预混料，备用，再以废弃的鸭毛为原料，通过酸浸和亚硫酸钠溶液浸泡处理，使得鸭毛蛋白中双硫键部分打开，提高鸭毛蛋白的溶解性，接着再用碱液溶解鸭毛蛋白得到富含鸭毛蛋白的反应滤液，最后将改性预混料、硅酸盐水泥和反应滤液以及水混合搅拌后即得防潮建筑砂浆，本发明以河砂为原料，先用乙醇溶液对河砂进行浸泡，通过乙醇对河砂进行羟基化改性，增加河砂表面羟基的数量，接着再将浸泡后的河砂和有机硅烷以及水混合得到预混料，利用有机硅烷的水解向预混料中引入大量硅羟基，接着在高温下将预混料和有机酸在高温下发生酯化反应，向预混料中引入大量疏水性酯基，酯基的引入使得建筑砂浆疏水性提高，可以有效防止水分子的入渗，提高了本发明建筑砂浆的防潮性；
（2）本发明再以废弃的鸭毛为原料，通过酸浸和亚硫酸钠溶液浸泡处理，使得鸭毛蛋白中双硫键部分打开，提高鸭毛蛋白的溶解性，接着再用碱液溶解鸭毛蛋白得到富含鸭毛蛋白的反应滤液，利用反应滤液掺入砂浆中，由于鸭毛蛋白中二硫键数量多、柔性好，具有明显的两亲性，因此在建筑砂浆中具有良好的起泡能力，另一方面，蛋白胶体黏度较高，部分肽链会在气液界面上伸展，形成一个二维保护网络，使得泡沫界面膜的机械强度增加，可促进泡沫的稳定性，这些气泡能阻断建筑砂浆中毛细水的迁移，同时这些微小气泡割断了建筑砂浆中的孔隙，降低了建筑砂浆的吸水能力，使其防潮性能再次得到提高，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
收集河砂用质量分数为70%的乙醇溶液浸泡2～3天，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，即为预处理河砂，将得到的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水按质量比为10:2:20混合得到预混料；将预混料放入微波振荡仪中，在40～50℃下以200～300W的功率微波振荡反应1～2h，得到振荡反应物，将振荡反应物加入到反应釜中，再向反应釜中加入振荡反应物质量10%的浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液，在120～130℃下搅拌反应3～5h，反应结束后，取出反应产物，即为改性预混料，备用；收集家禽加工厂废弃的鸭毛，按质量比为1:20将废弃鸭毛和浓度为0.8mol/L的盐酸混合后在60～70℃下浸泡3～4h，过滤分离得到滤渣，将滤渣和浓度为0.5mol/L的亚硫酸氢钠溶液按质量比为1:20混合后在60～70℃下继续浸泡3～4h，过滤分离得到滤饼；将得到的滤饼和浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入超声振荡仪中，在50～60℃下以25～35kHz的频率超声振荡反应1～2h，反应结束后过滤分离去除反应滤渣，得到反应滤液；按重量份数计，称取40～60份备用的改性预混料、30～40份硅酸盐水泥、15～20份上述反应滤液和30～40份水，依次加入混料机中，以80～100r/min的转速混合搅拌40～60min，搅拌结束后出料，即得防潮建筑砂浆。
实例1
收集河砂用质量分数为70%的乙醇溶液浸泡2天，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，即为预处理河砂，将得到的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水按质量比为10:2:20混合得到预混料；将预混料放入微波振荡仪中，在40℃下以200W的功率微波振荡反应1h，得到振荡反应物，将振荡反应物加入到反应釜中，再向反应釜中加入振荡反应物质量10%的浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液，在120℃下搅拌反应3h，反应结束后，取出反应产物，即为改性预混料，备用；收集家禽加工厂废弃的鸭毛，按质量比为1:20将废弃鸭毛和浓度为0.8mol/L的盐酸混合后在60℃下浸泡3h，过滤分离得到滤渣，将滤渣和浓度为0.5mol/L的亚硫酸氢钠溶液按质量比为1:20混合后在60℃下继续浸泡3h，过滤分离得到滤饼；将得到的滤饼和浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入超声振荡仪中，在50℃下以25kHz的频率超声振荡反应1h，反应结束后过滤分离去除反应滤渣，得到反应滤液；按重量份数计，称取40份备用的改性预混料、30份硅酸盐水泥、15份上述反应滤液和30份水，依次加入混料机中，以80r/min的转速混合搅拌40min，搅拌结束后出料，即得防潮建筑砂浆。
实例2
收集河砂用质量分数为70%的乙醇溶液浸泡3天，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，即为预处理河砂，将得到的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水按质量比为10:2:20混合得到预混料；将预混料放入微波振荡仪中，在45℃下以250W的功率微波振荡反应2h，得到振荡反应物，将振荡反应物加入到反应釜中，再向反应釜中加入振荡反应物质量10%的浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液，在125℃下搅拌反应4h，反应结束后，取出反应产物，即为改性预混料，备用；收集家禽加工厂废弃的鸭毛，按质量比为1:20将废弃鸭毛和浓度为0.8mol/L的盐酸混合后在65℃下浸泡3h，过滤分离得到滤渣，将滤渣和浓度为0.5mol/L的亚硫酸氢钠溶液按质量比为1:20混合后在65℃下继续浸泡4h，过滤分离得到滤饼；将得到的滤饼和浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入超声振荡仪中，在55℃下以30kHz的频率超声振荡反应2h，反应结束后过滤分离去除反应滤渣，得到反应滤液；按重量份数计，称取50份备用的改性预混料、35份硅酸盐水泥、18份上述反应滤液和35份水，依次加入混料机中，以90r/min的转速混合搅拌50min，搅拌结束后出料，即得防潮建筑砂浆。
实例3
收集河砂用质量分数为70%的乙醇溶液浸泡3天，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，即为预处理河砂，将得到的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水按质量比为10:2:20混合得到预混料；将预混料放入微波振荡仪中，在50℃下以300W的功率微波振荡反应2h，得到振荡反应物，将振荡反应物加入到反应釜中，再向反应釜中加入振荡反应物质量10%的浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液，在130℃下搅拌反应5h，反应结束后，取出反应产物，即为改性预混料，备用；收集家禽加工厂废弃的鸭毛，按质量比为1:20将废弃鸭毛和浓度为0.8mol/L的盐酸混合后在70℃下浸泡4h，过滤分离得到滤渣，将滤渣和浓度为0.5mol/L的亚硫酸氢钠溶液按质量比为1:20混合后在70℃下继续浸泡4h，过滤分离得到滤饼；将得到的滤饼和浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入超声振荡仪中，在60℃下以35kHz的频率超声振荡反应2h，反应结束后过滤分离去除反应滤渣，得到反应滤液；按重量份数计，称取60份备用的改性预混料、40份硅酸盐水泥、20份上述反应滤液和40份水，依次加入混料机中，以100r/min的转速混合搅拌60min，搅拌结束后出料，即得防潮建筑砂浆。
对照例
使用普通河砂和水混合得到预拌料，代替本发明的改性预拌料，并且不加入本发明的富含鸭毛蛋白的反应滤液，保持其他原料用量和制备方法不变，制备得到建筑砂浆，并以此作为对照例；
分别对本发明制得的防潮建筑砂浆和对照例中的建筑砂浆进行性能检测，检测结果如下表所示：
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
抗渗强度（MPa） 1.65 1.68 1.70 0.89
吸水率（%） 1.0 0.9 0.7 3.2
抗渗测试根据国家标准 GB/T23440-2009 中规定的测试方法进行抗渗试验。
由上表中检测数据可以看出，本发明制得的防潮建筑砂浆抗渗防潮性能极佳，具有广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种防潮建筑砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）收集河砂用质量分数为70%的乙醇溶液浸泡2～3天，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，即为预处理河砂，将得到的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水混合得到预混料；
（2）将上述预混料放入微波振荡仪中，微波振荡反应，得到振荡反应物，将振荡反应物加入到反应釜中，再向反应釜中加入柠檬酸溶液，搅拌反应，反应结束后，取出反应产物，即为改性预混料，备用；
（3）收集家禽加工厂废弃的鸭毛，将废弃鸭毛和浓度为0.8mol/L的盐酸混合后浸泡，过滤分离得到滤渣，将滤渣和浓度为0.5mol/L的亚硫酸氢钠溶液混合后继续浸泡，过滤分离得到滤饼；
（4）将上述得到的滤饼和浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液混合后放入超声振荡仪中，超声振荡反应，反应结束后过滤分离去除反应滤渣，得到反应滤液；
（5）按重量份数计，称取40～60份备用的改性预混料、30～40份硅酸盐水泥、15～20份上述反应滤液和30～40份水，依次加入混料机中，混合搅拌，搅拌结束后出料，即得防潮建筑砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种防潮建筑砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的预处理河砂和乙烯基三甲氧基硅烷以及水的质量比为10:2:20。
3.根据权利要求1所述的一种防潮建筑砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的微波振荡反应的温度为40～50℃，微波振荡反应的功率为200～300W，微波振荡反应的时间为1～2h，柠檬酸溶液的加入量为振荡反应物质量的10%，搅拌反应的温度为120～130℃，搅拌反应的时间为3～5h。
4.根据权利要求1所述的一种防潮建筑砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的废弃鸭毛和盐酸的质量比为1:20，浸泡的温度为60～70℃，浸泡的时间为3～4h，滤渣和亚硫酸氢钠溶液的质量比为1:20，继续浸泡的温度为60～70℃，继续浸泡的时间为3～4h。
5.根据权利要求1所述的一种防潮建筑砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的滤饼和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，超声振荡反应的温度为50～60℃，超声振荡反应的频率为25～35kHz，超声振荡反应的时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的一种防潮建筑砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的混合搅拌的转速为80～100r/min，混合搅拌的时间为40～60min。
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