CN112408847B - 一种天然缓凝剂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种天然缓凝剂、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种天然缓凝剂、其制备方法及应用，所述天然缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将新鲜胡萝卜洗干净，去皮，切成小块，放入榨汁机中不加水榨成胡萝卜汁；步骤S2，将所述的胡萝卜汁与水进行混合，制得天然缓凝剂。本发明采用的原料为胡萝卜，胡萝卜产地在我国分布广泛，其汁液含量丰富，简单通过机械粉碎即可获得有效成分，生产成本低、环保，利于推广利用，所制备的天然缓凝剂，不仅能够有效对水泥粒子形成吸附，还能对水泥粒子及水化产物形成部分包覆，从而阻隔晶体的形成，达到缓凝效果，而且天然缓凝剂在低浓度条件下即可使混凝土呈现良好的缓凝效果，并且早期强度和后期强度不降低。

Description

一种天然缓凝剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及建筑材料外加剂领域领域，具体涉及一种天然缓凝剂、其制备方法及应用。
背景技术
缓凝剂作为外加剂中的一类，因其能持久保持新拌混凝土流动度被广泛应用在各种工程建设中，极大的提高了新拌混凝土的现场利用率，在很大程度上减轻了国内建筑业资源浪费、污染严重等问题。然而，缓凝剂的加入对混凝土的早期强度均会产生不利影响，这使得缓凝剂无法应用在对早期强度要求较高的工程。另外，目前应用在建筑业的缓凝剂及其他外加剂大多是化学外加剂，制作工艺繁琐，且在其生产和使用过程中会产生有害物质，危机人类健康，对环境造成污染。
发明内容
为解决上述缓凝剂存在的缺陷，本发明的目的是提供一种天然缓凝剂及其制备方法，该天然缓凝剂制作简单，解决了化学缓凝剂在生产和使用过程中会产生有害物质危机人类健康和对环境造成污染和混凝土早期强度降低的问题。天然缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将新鲜胡萝卜洗干净，去皮，切成小块，放入榨汁机中不加水榨成胡萝卜汁；
步骤S2，将所述的胡萝卜汁与水进行混合，制得天然缓凝剂。
较佳的，所述的天然缓凝剂主要成分为果胶。
较佳的，所述的天然缓凝剂含有羟基官能团(OH-)、CH2基团、鼠李糖。
较佳的，所述的羟基官能团OH-表明天然缓凝剂具有亲水特性，亲水部分与水分子连接，阻止水分的蒸发。
较佳的，所述的CH2基团表明天然缓凝剂中果胶半乳糖醛酸中存在羧酸离子。
较佳的，所述的步骤S1和步骤S2在常温下进行。
本发明还提供了一种上述的天然缓凝剂制备方法制得的天然缓凝剂。
本发明还提供一种所述的天然缓凝剂在水泥砂浆中的应用，将所述胡萝卜汁与水质量分别以(1：200)、(1：100)、(1：50)和(1：25)配置成水溶液后使用。
本发明的有益效果：
1，本发明采用的原料为胡萝卜，胡萝卜产地在我国分布广泛，其汁液含量丰富，简单通过机械粉碎即可获得有效成分，生产成本低、环保，利于推广利用。
2，本发明采用胡萝卜汁制得的天然缓凝剂，不仅能够有效对水泥粒子形成吸附，还能对水泥粒子及水化产物形成部分包覆，从而阻隔晶体的形成，达到缓凝效果；
3，本发明所制天然缓凝剂在低浓度条件下即可使混凝土呈现良好的缓凝效果，并且早期强度和后期强度不降低。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明采用的胡萝卜汁的红外光谱图；
图2是本发明实施例中的天然缓凝剂不同掺量下水泥净浆凝结时间数据图；
图3是本发明实施例中的天然缓凝剂不同掺量下水泥砂浆抗压强度数据图；
具体实施方式：
以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
本发明提供一种天然缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将新鲜胡萝卜洗干净，去皮，切成小块，放入榨汁机中不加水榨成胡萝卜汁；
步骤S2，将所述的胡萝卜汁与水进行混合，制得天然缓凝剂。
本发明首先制成胡萝卜汁，将新鲜胡萝卜洗干净，去皮，切成小块，放入榨汁机中不加水榨成胡萝卜汁，所述胡萝卜汁制作过程在常温下进行。
所述的胡萝卜汁与水混合制的天然缓凝剂。所述的天然缓凝剂的制作过程在常温下进行。
所述的天然缓凝剂通过红外光谱测试，含有羟基官能团(OH-)、CH2基团、鼠李糖。
所述的OH-表明天然缓凝剂具有亲水特性，亲水部分与水分子连接，阻止水分的蒸发。
所述的CH2基团表明天然缓凝剂中果胶半乳糖醛酸中存在羧酸离子。
本发明采用的原料为胡萝卜，胡萝卜产地在我国分布广泛，其汁液含量丰富，简单通过机械粉碎即可获得有效成分，生产成本低、环保，利于推广利用。
本发明采用胡萝卜汁制得的天然缓凝剂，不仅能够有效对水泥粒子形成吸附，还能对水泥粒子及水化产物形成部分包覆，从而阻隔晶体的形成，达到缓凝效果；
本发明所制天然缓凝剂在低浓度条件下即可使混凝土呈现良好的缓凝效果，并且早期强度和后期强度不降低。
本发明所制备的天然缓凝剂用于水泥砂浆拌合物，将所述胡萝卜汁与水质量分别以(1：200)、(1：100)、(1：50)和(1：25)配置成水溶液后根据配合比直接于水泥和砂一同搅拌成水泥砂浆。
实施例一
在常温下，称取10g胡萝卜汁，2000g水，加入烧杯中，用玻璃棒搅拌1分钟，用保鲜膜密封。
实施例二
在常温下，称取10g胡萝卜汁，1000g水，加入烧杯中，用玻璃棒搅拌1分钟，用保鲜膜密封。
实施例三
在常温下，称取20g胡萝卜汁，1000g水，加入烧杯中，用玻璃棒搅拌1分钟，用保鲜膜密封。
实施例四
在常温下，称取30g胡萝卜汁，750g水，加入烧杯中，用玻璃棒搅拌1分钟，用保鲜膜密封。
实施例五
将上述实施例一至实施例四所制备的天然缓凝剂与水一起进行性能测试，主要测试凝结时间和抗压强度，其中凝结时间测试标准按GB1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行测试，抗压强度按GB50107《混凝土强度检验评定标准》进行测试。
将实施例一至四的所述天然缓凝剂分别应用于下表所列配合比的砂浆中，单位：g。
表1水泥砂浆和净浆(不含砂)拌合物的配比。
编号 水泥 标准砂 天然缓凝剂 水
基准组 1380 2000 0 620
实施例一 1380 2000 620 0
实施例二 1380 2000 620 0
实施例三 1380 2000 620 0
实施例四 1380 2000 620 0
表2凝结时间和抗压强度测试结果
Figure BDA0002791028430000041
根据表2，凝结时间和抗压强度测试结果可知，随着所述天然缓凝剂浓度的增加(实施例一至实施例四)，初凝和终凝时间均呈现增加的趋势，1d抗压强度呈现降低的趋势，28d抗压强度呈现先增加后降低趋势。实例二和实例三初凝和终凝时间与基准组相比明显增加，7d和28d强度优于基准组。
这主要是因为所述的天然缓凝剂能够吸附在水泥颗粒表面，以及在水泥颗粒表面和水化产物表面形成保护膜，这样阻碍了水泥颗粒的水化作用，阻隔晶体的形成和生长，起到缓凝效果。通过所述的天然缓凝剂的红外光谱分析，在3400cm-1附近的波峰与羟基有关，天然缓凝剂的羟基与水泥中游离Ca2+形成了不稳定的复合物，这也使得初凝和终凝时间变长，起到缓凝效果。所述的天然缓凝剂的羟基使得所述的天然缓凝剂具有保水性，从而出现早期和后期强度不降低现象。此外，所述的天然缓凝剂中的果胶半乳糖醛酸与Ca2+离子相互作用而消耗钙离子增强水泥颗粒的水化，从而提高早期和后期抗压强度。
实例一至实例四，天然缓凝剂的浓度依次升高，浓度越高因此对水泥粒子的吸附作用较强，以及在更多的水泥颗粒表面和水化产物表面形成保护膜，这样阻碍了水泥颗粒的水化作用从而缓凝效果较好。实例四浓度最高，缓凝作用增强，会造成后期强度略低于基准组。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种天然缓凝剂在混凝土的应用，其特征在于：
所述天然缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将新鲜胡萝卜洗干净，去皮，切成小块，放入榨汁机中不加水榨成胡萝卜汁；
步骤S2，将所述的胡萝卜汁与水进行混合，制得天然缓凝剂；
所述的天然缓凝剂主要成分为果胶；
所述的天然缓凝剂含有羟基官能团(OH-)、CH2基团、鼠李糖；
所述的羟基官能团OH-表明天然缓凝剂具有亲水特性，亲水部分与水分子连接，阻止水分的蒸发；
所述的CH2基团表明天然缓凝剂中果胶半乳糖醛酸中存在羧酸离子；
所述的步骤S1和步骤S2在常温下进行；
将所述胡萝卜汁与水质量分别以(1：200)、(1：100)、(1：50)和(1：25)配置成水溶液后使用。
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