CN112456858A - 石膏砂浆外加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石膏砂浆外加剂及其制备方法和应用。所述石膏砂浆外加剂包括如下重量百分比的组分：保水增稠剂35～45％、石膏缓凝剂25～35％、木质纤维2～5％、胶粉8～12％、引气剂2～5％、触变润滑剂3～6％、抗流挂剂3～6％。使用本品石膏砂浆专用外加剂能到效果产品具有高保水，显著提高石膏的保水性，增稠速度快，抗下垂、抗流挂效果显著，显著改善石膏砂浆的流动性，加上优异的施工性能和开放时间，大大减轻了工人劳动强度。

Description

石膏砂浆外加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种石膏砂浆外加剂及其制备方法。

背景技术

改革开放三十多年来，我国的城镇基础建设和新农村建设日新月异、成绩骄人。特别是关乎百姓安居乐业的住房建设，更是古今中外绝无仅有，规模之大、范围之广、历时之长、投资之巨非他国可比。

如此巨量的建设，所用材料自然还是以水泥、砂浆和混凝土为主。众所周知，水泥生产中不仅消耗大量的能源、产生大量的扬尘，更排放大量的二氧化碳，导致人类生存环境的恶化和严重的温室效应，日益威胁着人类的生存与发展。

传统建筑用的各类砂浆，其胶凝材料多以无机的、水硬性的硅酸盐水泥为主、细骨料则以天然的河沙或人工砂为主。随着我国工业化、现代化发展进程的加快，城乡建设中废弃的建筑固体垃圾和工业尾矿、废渣急待妥善处理，废旧资源的再生利用成了节能减排、低碳环保的必由之路。

利用磷石膏、烟气脱硫石膏作为气硬性的建筑砂浆无机凝胶材料，是业内近年来一直在研讨的重大课题之一。通过对不同种类、不同性质石膏添加相容性、和易性、匹配性良好的外加剂进行物理改形和化学改性，可以制得用于砌筑、粉刷的各类石膏砂浆。在这些石膏砂浆产品中，可掺入经过处理的建筑固体垃圾和工业尾矿、废渣、石屑颗粒作为细骨料，既能解决固废循环再利用问题，又能为建筑砂浆的生产提供几类新的材料来源，与建设与环境均有利，符合《循环经济促进法》和可持续发展的基本要求。

为石膏的特性是遇水软化、失水硬化，因谓气硬性材料。开发、生产以脱硫石膏胶凝材料的各种建筑砂浆，最关键的是要解决其速凝、快硬、不利于施工操作的问题。

天然建筑石膏是以β型半水石膏(βcaso4。1/2H2o)为主要成份(β半水硫酸钙含量不小于60％)的粉状胶凝材料。其硬化机理为：与水拌和后可形成塑性浆体，通常经数分钟的物理化学反应即可初凝，30min以内即可达到终凝，最后凝结硬化成具有一定强度的固体。粉状石膏与水拌和后，其中的半水石膏溶解于水，并很快成为饱和溶液，溶液中的半水石膏与水反应生成二水石膏。由于二水石膏在水中的溶解度比半水石膏小很多(仅为半水石膏溶解度的1/5)，半水石膏的饱和溶液对于二水石膏来说也就成了饱和溶液，所以二水石膏以胶体微粒的形状从水中析出。半水石膏不断溶解和水化，直至完全溶解。在这一水化溶解过程中，浆体中的游离水分因水化和蒸发而逐渐减少，二水石膏胶体微粒数量则不断增加，而这些二水石膏微粒比原来的半水石膏粒子要小得多。由于粒子总表面积增加，需要更多的水分来包裹，所以浆体的稠度便逐渐增大，颗粒间的摩擦力和粘结力渐增，浆体可塑性减小，此时的石膏便进入了凝结状态。随着浆体继续变稠，胶体微粒逐渐凝聚成为晶体，晶体逐渐长大并产生相互交错，使浆体强度逐渐产生并不断增长，这个过程便是石膏的硬化过程。

石膏的凝结、硬化是一个连续、复杂的物理化学反应过程，直到完全干燥，晶体间的摩擦力和粘结力不断增加，其强度才终止发展。

由于生产方式的差异各个厂家的石膏性质会有差异，且石膏砂浆本身也有很大的局限性。因此常常需要添加助剂来改善其性能。但是现有的助剂往往无法兼顾各项性能，例如保水性能强则抗流挂弱；施工流畅度高则粘稠度不够；抗流挂性能足够了，施工又不够顺畅了。

由于建筑行业的巨大需求，发明一种新的石膏砂浆的添加剂来兼顾各项性能是十分有必要的。相应的，开发出新的石膏砂浆的添加剂的制备方法也是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种石膏砂浆外加剂及其制备方法，以克服现有石膏砂浆外加剂无法兼顾各项性能的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种石膏砂浆外加剂。所述石膏砂浆外加剂包括如下重量百分比的组分：

保水增稠剂 35～45％；

石膏缓凝剂 25～35％；

木质纤维 2～3％；

胶粉 8～12％；

引气剂 2～3％；

触变润滑剂 3～6％；

抗流挂剂 3～6％。

本发明的另一方面，提供了一种石膏砂浆外加剂的制备方法。所述石膏砂浆外加剂的制备方法包括如下步骤：

按照本发明石膏砂浆外加剂所含的组分和各组分含量比例量取各组分；

将量取的各组分进行混合处理。

与现有技术相比，本发明石膏砂浆外加剂通过所含的各组分之间的作用，足量的保水增稠剂一方面能够显著提升保水性能，另一方面能提升其黏度，提供一个基本的抗流挂性能；另一方面通过调节另外一味主原料石膏抗凝剂的含量来调节其施工性能和开放时间；最后通过各种其他辅料的添加使其具备增稠速度快，抗下垂、抗流挂效果显著，石膏砂浆的流动性良好，顺滑轻盈，减少水的用量，增加石膏的强度。综合来看使用本品石膏砂浆专用外加剂能到效果产品具有高保水，显著提高石膏的保水性，增稠速度快，抗下垂、抗流挂效果显著，显著改善石膏砂浆的流动性，加上优异的施工性能和开放时间，大大减轻了工人劳动强度。

本发明石膏砂浆外加剂制备方法将各组分精确的按照比例进行混合，各组分分散均匀，而且形成的石膏砂浆外加剂分散体系稳定。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例说明书中所提到的各组分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系。因此，只要是按照本发明实施例说明书各组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

一方面，本发明实施例提供了一种石膏砂浆外加剂。所述石膏砂浆外加剂包括如下重量百分比的组分：

保水增稠剂 35～45％；

石膏缓凝剂 25～35％；

木质纤维 2～3％；

胶粉 8～12％；

引气剂 2～3％；

触变润滑剂 3～6％；

抗流挂剂 3～6％。

其中，所述石膏砂浆外加剂所含的所述保水增稠剂能够通过其氢键或者多孔结构与水发生物理化学吸附，使之形成水合物来达到保水目的，同时由于这里的保水是结合水，并不是分善于水中所以还能起到增稠的作用。。在一实施例中，所述保水增稠剂包括纤维素醚、淀粉醚中的至少一种。在更进一步的优选实施例中选用纤维素醚作为报税增稠剂。纤维素醚含有大量氢键，持水效果可达体积的十倍，持水后产生有限溶胀，大幅提升粘稠度。在具体实施例中，所述保水增稠剂的含量可以是35％、37％、40％、42％、45％等。

所述石膏砂浆外加剂所含的所述石膏缓凝剂能够延缓石膏砂浆的凝结时间，从而达到工地上工人师傅合适的操作时间。在一实施例中，所述石膏缓凝剂包括柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠中的至少一种。石膏缓凝剂能够有效调节石膏砂浆凝结时间。本石膏砂浆外加剂产品的pH范围6-10。在具体实施例中，所述石膏缓凝剂的含量可以是25％、27％、30％、32％、35％等。

在一具体实施例中，所述保水增稠剂纤维素醚和所述石膏缓凝剂占比重达到60-80％，在进一步优选实施例中所述保水增稠剂纤维素醚和所述石膏缓凝剂含量为70％；这两种主要原料决定了所述石膏砂浆的基本的保水性能，粘稠度，抗流挂性能和施工性能等一系列基本性能。其余辅料的添加都是在此基础上在一定范围内调整。

所述石膏砂浆外加剂所含的所述木质纤维可形成三维空间结果，并能吸附自重6-8倍的水分，木质纤维的传输水分功能使得浆料表面与基层界面水化反应充足，从而提高了保温材料的表面强度、与基层的粘结强度和材料强度的均匀性。在具体实施例中，所述木质纤维的含量可以是2％、3％、4％、5％等。

所述石膏砂浆外加剂所含的所述胶粉可以提升石膏砂浆的耐疲劳性、抗裂口增长等性能。

在具体实施例中，所述胶粉含量可以是8％、9％、10％、11％、12％等。所述石膏砂浆外加剂所含的所述引气剂为憎水性表面活性剂，在搅拌过程中能产生大量微小气泡，能改善混凝土拌合物的和易性、保水性和粘聚性，提高混凝土流动性。在一实施例中，所述引气剂包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸等中的至少一种。该些引气剂具有良好的渗透、分散、增溶，与其他组分作用显著提高对氧化膜层表面清洗作用，除去灰垢。在具体实施例中，所述引气剂含量可以是2％、3％、4％、5％等。

所述石膏砂浆外加剂所含的所述触变润滑剂延长开放时间、提供施工润滑性、、提高触变性、抗垂流性和屈服值、减少流动时的阻力。在一实施例中，所述触变润滑剂材料为片层状的硅酸盐矿物材料。由于片层状硅酸盐矿物材料能够形成一种称为卡屋式的结构，这种结构能够在系统内提高基础黏度，但在外部有剪切力时这种机构会被很容易的破坏，因此产生触变润滑剂效果。在具体实施例中，所述触变润滑剂的含量可以是3％、4％、5％、6％等。

木质纤维、胶粉、引气剂、触变润滑剂共同作用使石膏砂浆更顺滑、更轻盈，施工人员使用操作更快捷、轻松，减少劳动强度。

所述石膏砂浆外加剂所含的所述抗流挂剂能明显改善其流挂性能。在一具体实施例中，所述抗流挂剂包括淀粉醚、改性淀粉醚中的至少一种。此些抗流挂剂效果良好且兼容性好。所述抗流挂剂还能又一定的快速增稠效果，且抗流挂效果也是其增稠效果的体现。在具体实施例中，所述抗流挂剂所述触变润滑剂的含量可以是3％、4％、5％、6％等。

由上文所述，所述石膏砂浆外加剂能够使用本品石膏砂浆专用外加剂能到效果产品具有高保水，显著提高石膏的保水性，增稠速度快，抗下垂、抗流挂效果显著，显著改善石膏砂浆的流动性，加上优异的施工性能和开放时间，大大减轻了工人劳动强度。

另一方面，本发明实施例还提供了上文所述石膏砂浆外加剂的一种制备方法。所述石膏砂浆外加剂的制备方法包括如下步骤：

S01：按照石膏砂浆外加剂所含的组分和各组分含量比例量取各组分；

S02：将量取的各组分进行混合处理。

其中，所述步骤S01中的石膏砂浆外加剂为上文所述的石膏砂浆外加剂，因此，所述步骤S01中除去的各组分和各组分含量均如上文所述石膏砂浆外加剂所含的各组分和各组分含量，为了节约篇幅，在此不再赘述。

所述步骤S02中各组分的混合处理是为了使得各组分成分溶解或分散，从而形成稳定的混合溶液体系。在一实施例中，各组分按照如下顺序进行混合处理：

先加入保水增稠剂和石膏缓凝剂，然后再加入胶粉、木质纤维、触变润滑剂，最后加入引气剂和淀粉醚。

因此，所述石膏砂浆外加剂制备方法将各组分按照比例进行混合，各组分分散均匀，而且形成的石膏砂浆外加剂分散体系稳定，从而赋予制备的所述石膏砂浆外加剂具有如上文所述的优良性能，

实施例1

本实施例提供一种石膏砂浆外加剂及其制备方法。所述石膏砂浆外加剂包括如下组分：

所述石膏砂浆外加剂的制备方法包括如下步骤：

S11：按照本实施例1石膏砂浆外加剂所含的组分的含量比例分别量取各组分；

S12：将量取各组分进行混合处理，使得各组分混合均匀。

实施例2

本实施例提供另一种石膏砂浆外加剂及其制备方法。所述石膏砂浆外加剂包括如下组分：

所述石膏砂浆外加剂的制备方法包括如下步骤：

S21：按照本实施例1石膏砂浆外加剂所含的组分的含量比例分别量取各组分；

S22：将量取各组分进行混合处理，使得各组分混合均匀。

实施例3

本实施例提供另一种石膏砂浆外加剂及其制备方法。所述石膏砂浆外加剂包括如下组分：

所述石膏砂浆外加剂的制备方法包括如下步骤：

S31：按照本实施例1石膏砂浆外加剂所含的组分的含量比例分别量取各组分；

S32：将量取各组分进行混合处理，使得各组分混合均匀。

对比例1

称取质量份数如下组分：

纤维素醚 60％

石膏缓凝剂 40％

并将所述组分混合均匀。

石膏砂浆外加剂相关特性测试

将实施例1和实施例2提供的石膏砂浆外加剂和对比例1中的石膏砂浆外加剂分别对相同的石膏砂浆处理，后对各石膏砂浆产品进行如下表1中相关性能的测试，测试结果如下表1中数据所示。

表1

由表1可知，实施例1、实施例2和实施例3在产品含水率、保水率、和终凝时间、2％的溶液粘度等实验参数上都优于对比例1，抗裂挂性整体效果也好对比例1。综上所知本发明石膏砂浆外加剂相对现有石膏砂浆外加剂具有很大的优势，另外也体现产品技术的进步性。

所述石膏砂浆外加剂白色粉末，均匀，无结块，流动性粉末，含水率为0.22％(检测指标≤0.5％)，用在石膏砂浆性能数据为：石膏砂浆保水率为85％(检测指标≥60％)，初凝时间1.2h(检测指标≥1h),终凝时间4h(检测指标≤8h)，2％的溶液粘度为120000(检测指标≥100000)，符合石膏砂浆《GB/T 28627-2012》的标准要求。

以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石膏砂浆外加剂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

保水增稠剂35～45％；

石膏缓凝剂25～35％；

木质纤维2～5％；

胶粉8～12％；

引气剂2～5％；

触变润滑剂3～6％；

抗流挂剂3～6％。

2.根据权利要求1所述的石膏砂浆外加剂，其特征在于：所述保水增稠剂包括纤维素醚、淀粉醚等中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的石膏砂浆外加剂，其特征在于：所述石膏缓凝剂包括柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的石膏砂浆外加剂，其特征在于：所述引气剂包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸等中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的石膏砂浆外加剂，其特征在于：所述触变润滑剂的材料为片层状的硅酸盐矿物材料。

6.根据权利要求1所述的石膏砂浆外加剂，其特征在于：所述抗流挂剂包括淀粉醚、改性淀粉醚中的至少一种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的石膏砂浆外加剂，其特征在于：保水增稠剂和石膏缓凝剂的总质量分数为60～80％。

8.根据权利要求1-6任一项所述的石膏砂浆外加剂，其特征在于：保水增稠剂和石膏缓凝剂的总质量分数为70％。

9.一种石膏砂浆外加剂的制备方法，包括如下步骤：

按照权利要求1-6任一项所述的石膏砂浆外加剂所含的组分和各组分含量比例量取各组分；

将量取的各组分进行混合处理。