CN113979666A - 一种双掺型湿拌砂浆添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双掺型湿拌砂浆添加剂，属于建筑材料外加剂技术领域。本发明添加剂包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂8‑13份、增稠剂5‑8份、保塑助剂1‑3份、强度增强组分1.5‑4.5份、引气组分1‑3份；B组分包括聚羧酸减水剂10‑15份、缓凝剂5‑10份、防腐剂0.1‑0.2份。本发明添加剂在0.3％‑0.5％的掺量下，保水率可达93.5％，28天抗压强度可大19.5Mpa，强度性能大幅提升，根据使用要求，改变B组分添加量，可使砂浆保塑时间在24h内可调，极大程度的延长了湿拌砂浆的操作时间，具有极强的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料外加剂技术领域，具体涉及一种双掺型湿拌砂浆添加剂。
背景技术
传统自拌砂浆由于和易性较差，质量难以得到保障，工人施工强度高且污染环境严重等缺点，已经被严格限制其使用。与传统现场拌制的砂浆相比，预拌砂浆具有质量高、性能稳定、工人劳动强度低、对环境污染程度低等优点，有利于文明施工，所以应用前景较为广泛。预拌砂浆包括干混砂浆和湿拌砂浆，其中干混砂浆也可称为干粉料或者干混料等,是由胶凝材料、细集料还有一些掺合料及外加剂等组成的一种固体混合材料,按照一定的配比，通过干混工艺进而制成的干粉状或者颗粒状固体，以散装或者袋装的形式运输至工地，加水拌合之后可以直接使用的建筑材料。
干混砂浆的品种有很多种，例如粘结砂浆、抹灰砂浆、砌筑砂浆等，应用的范围十分广泛。干混砂浆是在现场加水搅拌而成的，因此可以灵活掌握砂浆的使用量，而且使用几乎不受时间的限制，存储期长，可以做到随用随取。但是干混砂浆对于原材料的含水率要求很严格，需要对原材料进行干燥处理，另外考虑到水分的原因，外加剂必须使用粉剂而不是液剂，而固体外加剂的价格相对来说要更高一些，造成了干粉砂浆的生产成本较高，且需要在施工现场进行拌制，这样会造成大量的粉尘，严重污染环境。
湿拌砂浆是将胶凝材料、水、细骨料和外加剂按照一定比例在工厂拌制而成，由搅拌车运至工地后可以直接使用的建筑材料相比于干混砂浆，湿拌砂浆性能稳定且成本较低，不需要购买搅拌机和其他的生产加工设备，可大量供货，适用于一些较大工程，对工程质星的提高起到了重要作用，由于湿拌砂浆是工业化生产，所以可以有效地避免拌制时所产生的粉尘，有助于保护环境，并且可以做到随到随用，有利于加快施工进度。
湿拌砂浆从生产点运输到现场使用，对其工作性能的要求较高，也即要求砂浆在加水拌合后，在初凝以前需要具有足够好的和易性、能进行正常施工、操作，且硬化后要满足工程结构对力学性能以及耐久性等方面的要求。因此，工程上一般采用兼具保水、缓凝等性能的添加剂来保证湿拌砂浆良好的保水性和施工性。
现有技术中的湿拌砂浆添加剂，基本是减水剂、缓凝剂、保水剂等各种功能添加剂组合而成，以满足湿拌砂浆减水缓凝等各方面的需求。而往往会出现外加剂间复合性能差，溶解不充分，导致实际效果下降，终而影响湿拌砂浆的塑形以及强度性能，工程应用性不高。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种双掺型湿拌砂浆添加剂，具有良好的增强、保水、增稠、防空鼓开裂、提高砂浆粘结强度等特性，易于人员施工和机喷操作，且能提高湿拌砂浆硬化后的力学性能和耐久性能。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂8-13份、增稠剂5-8份、保塑助剂1-3份、强度增强组分1.5-4.5份、引气组分1-3份；B组分包括聚羧酸减水剂10-15份、缓凝剂5-10份、防腐剂0.1-0.2份。
进一步的，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素和/或羟乙基纤维素醚。
进一步的，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、淀粉、聚乙烯醇中的一种或几种。
进一步的，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、蔗糖、柠檬酸、焦磷酸钠中的一种或几种。
进一步的，所述引气组分为松香酸钠。
进一步的，所述防腐剂为苯甲酸钠或者山梨酸钾。
进一步的，所述保塑助剂的制备方法为：称取3-5g的淀粉和1-3g的海藻酸钠和1-3g的聚乙烯醇，加入80g蒸馏水，恒温60-70℃加热搅拌；搅拌10-15min后，加入5-9g的丙烯酰胺和3-6g的丙烯酸，再加入0.5-1g的过硫酸铵，在60-65℃下搅拌反应3-5h后，将反应产物干燥至恒重，粉碎得保塑助剂。
进一步的，所述强度增强组分的制备方法为：将10-20g纳米二氧化钛粉体50ml无水乙醇混合，超声分散均匀，加入3-5ml硅烷偶联剂KH560，加入5-10g丁二酸酐和3-5g壳聚糖，升温到55℃，机械搅拌反应24h后，反复用无水乙醇与蒸馏水洗涤，干燥得到强度增强组分。
更进一步的，机械搅拌的转速为300r/min。
使用时将AB组分混合均匀后加入到湿拌砂浆中进行使用。本发明各原料均市售可得。
本发明添加剂的掺量为凝胶材料用量的0.3％-0.5％。
对于湿拌砂浆添加剂来讲，首先要保证其具有良好的保水缓凝效果，以提供较为宽松的工作时间，其次要兼顾砂浆的保塑性和后期的强度性能。湿拌砂浆保塑性的好坏直接影响了湿拌砂浆的使用质量，如果保塑性达不到预期的效果，很容易被施工单位投诉，也容易出现湿拌砂浆大面积提前干硬的质量事故。在实际的生产过程中我们遇到很多状况，比如，湿拌砂浆到工地后状态干散没有粘性、湿拌砂浆出现假凝现象、湿拌砂浆开放时间缩短提前干硬、湿拌砂浆施工后出现爆点等情况
因此，本发明提供一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括主体组成，如减水剂、缓凝剂以及增稠保水剂等组分；辅以保塑助剂和强度增强组分，以提升外加剂的保水稳塑效果，增加强度，减少掺量，提升效率。
有益效果
(1)对于湿拌砂浆来讲，保水性至关重要，本发明使用淀粉、海藻酸钠、聚乙烯醇与丙烯酸丙烯酰胺交联聚合，制备具有高吸水性天然高分子互穿网络结构的保水助剂，这样的结构可以有效锁住水分，起到保水锁水的功效，对保水剂的发挥起到辅助增强的作用；
(2)同时，为提升砂浆强度，本发明使用丁二酸酐和壳聚糖混合改性的二氧化钛，改性后的二氧化钛表面富含羧基，可以有效的提升二氧化钛和材料基体的结合力，而壳聚糖可以帮助纳米二氧化钛的分散，促进其对于固化过程中细小空隙的填补，从而减少裂缝，提升材料的整体强度；
(3)本发明添加剂在0.3％的掺量下，保水率可达93.5％，28天抗压强度可大19.5Mpa，强度性能大幅提升，根据使用要求，改变B组分添加重量多少，可使砂浆保塑时间在24h内可调，极大程度的延长了湿拌砂浆的操作时间。
附图说明
图1为水泥水化放热速率图；
图2为水泥水化放热总量图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂8份、增稠剂5份、保塑助剂1份、强度增强组分1.5份、引气组分1份；B组分包括聚羧酸减水剂10份、缓凝剂5份、防腐剂0.1份。
所述保水剂为羟丙基甲基纤维素。
所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
所述引气组分为松香酸钠。
所述防腐剂为苯甲酸钠。
所述保塑助剂的制备方法为：称取3g的淀粉和1g的海藻酸钠和1g的聚乙烯醇，加入80g蒸馏水，恒温60℃加热搅拌；搅拌10min后，加入5g的丙烯酰胺和3g的丙烯酸，再加入0.5g的过硫酸铵，在60℃下搅拌反应3h后，将反应产物干燥至恒重，粉碎得保塑助剂。
所述强度增强组分的制备方法为：将10g纳米二氧化钛粉体50ml无水乙醇混合，超声分散均匀，加入3ml硅烷偶联剂KH560，加入5g丁二酸酐和3g壳聚糖，升温到55℃，机械搅拌反应24h后，反复用无水乙醇与蒸馏水洗涤，干燥得到强度增强组分。
机械搅拌的转速为300r/min。
实施例2
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂8份、增稠剂6份、保塑助剂2份、强度增强组分2份、引气组分2份；B组分包括聚羧酸减水剂10份、缓凝剂6份、防腐剂0.1份。
所述保水剂为羟乙基纤维素醚。
所述增稠剂为淀粉。
所述缓凝剂为蔗糖。
所述引气组分为松香酸钠。
所述防腐剂为山梨酸钾。
所述保塑助剂的制备方法为：称取5g的淀粉和3g的海藻酸钠和3g的聚乙烯醇，加入80g蒸馏水，恒温70℃加热搅拌；搅拌15min后，加入9g的丙烯酰胺和6g的丙烯酸，再加入1g的过硫酸铵，在65℃下搅拌反应5h后，将反应产物干燥至恒重，粉碎得保塑助剂。
所述强度增强组分的制备方法为：将20g纳米二氧化钛粉体50ml无水乙醇混合，超声分散均匀，加入5ml硅烷偶联剂KH560，加入10g丁二酸酐和3-5g壳聚糖，升温到55℃，机械搅拌反应24h后，反复用无水乙醇与蒸馏水洗涤，干燥得到强度增强组分。
机械搅拌的转速为300r/min。
实施例3
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂10份、增稠剂6份、保塑助剂2份、强度增强组分3份、引气组分3份；B组分包括聚羧酸减水剂12份、缓凝剂7份、防腐剂0.2份。
所述保水剂为羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素醚按照质量比1:1混合。
所述增稠剂为聚乙烯醇。
所述缓凝剂为柠檬酸。
所述引气组分为松香酸钠。
所述防腐剂为苯甲酸钠。
所述保塑助剂的制备方法为：称取5g的淀粉和3g的海藻酸钠和3g的聚乙烯醇，加入80g蒸馏水，恒温65℃加热搅拌；搅拌15min后，加入9g的丙烯酰胺和6g的丙烯酸，再加入1g的过硫酸铵，在65℃下搅拌反应5h后，将反应产物干燥至恒重，粉碎得保塑助剂。
所述强度增强组分的制备方法为：将20g纳米二氧化钛粉体50ml无水乙醇混合，超声分散均匀，加入5ml硅烷偶联剂KH560，加入10g丁二酸酐和3-5g壳聚糖，升温到55℃，机械搅拌反应24h后，反复用无水乙醇与蒸馏水洗涤，干燥得到强度增强组分。
机械搅拌的转速为300r/min。
实施例4
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂12份、增稠剂7份、保塑助剂3份、强度增强组分4份、引气组分3份；B组分包括聚羧酸减水剂14份、缓凝剂9份、防腐剂0.1份。
所述保水剂为羟丙基甲基纤维素。
所述增稠剂为羧甲基纤维素钠和淀粉按照质量比1:2混合得到。
所述缓凝剂为焦磷酸钠。
所述引气组分为松香酸钠。
所述防腐剂为山梨酸钾。
所述保塑助剂的制备方法为：称取5g的淀粉和3g的海藻酸钠和3g的聚乙烯醇，加入80g蒸馏水，恒温70℃加热搅拌；搅拌15min后，加入9g的丙烯酰胺和6g的丙烯酸，再加入1g的过硫酸铵，在65℃下搅拌反应5h后，将反应产物干燥至恒重，粉碎得保塑助剂。
所述强度增强组分的制备方法为：将20g纳米二氧化钛粉体50ml无水乙醇混合，超声分散均匀，加入5ml硅烷偶联剂KH560，加入10g丁二酸酐和3-5g壳聚糖，升温到55℃，机械搅拌反应24h后，反复用无水乙醇与蒸馏水洗涤，干燥得到强度增强组分。
机械搅拌的转速为300r/min。
实施例5
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂13份、增稠剂8份、保塑助剂3份、强度增强组分4.5份、引气组分3份；B组分包括聚羧酸减水剂15份、缓凝剂10份、防腐剂0.2份。
所述保水剂为羟乙基纤维素醚。
所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
所述引气组分为松香酸钠。
所述防腐剂为苯甲酸钠。
所述保塑助剂的制备方法为：称取5g的淀粉和3g的海藻酸钠和3g的聚乙烯醇，加入80g蒸馏水，恒温70℃加热搅拌；搅拌15min后，加入9g的丙烯酰胺和6g的丙烯酸，再加入1g的过硫酸铵，在65℃下搅拌反应3-5h后，将反应产物干燥至恒重，粉碎得保塑助剂。
所述强度增强组分的制备方法为：将20g纳米二氧化钛粉体50ml无水乙醇混合，超声分散均匀，加入5ml硅烷偶联剂KH560，加入10g丁二酸酐和5g壳聚糖，升温到55℃，机械搅拌反应24h后，反复用无水乙醇与蒸馏水洗涤，干燥得到强度增强组分。
机械搅拌的转速为300r/min。
对比例1
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂13份、增稠剂8份、强度增强组分4.5份、引气组分3份；B组分包括聚羧酸减水剂15份、缓凝剂10份、防腐剂0.2份。
本对比例除不添加保塑助剂外，其余均同实施例5。
对比例2
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂13份、增稠剂8份、保塑助剂3份、引气组分3份；B组分包括聚羧酸减水剂15份、缓凝剂10份、防腐剂0.2份。
本对比例除不添加强度增强组分外，其余均同实施例5。
对比例3
一种双掺型湿拌砂浆添加剂，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂13份、增稠剂8份、引气组分3份；B组分包括聚羧酸减水剂15份、缓凝剂10份、防腐剂0.2份
本对比例除不添加强度增强组分和保塑助剂外，其余均同实施例5。
性能测试
实验材料
实验用水泥为取自日照水泥厂生产的P·O42.5水泥，粉煤灰为取自临沂费县电厂的二级粉煤灰；河砂细度模数为2.2-2.5选取工程中最具有代表性的M7.5等级湿拌砂浆进行实验。
湿拌砂浆配合比如表1所示：
表1湿拌砂浆配合比
| 添加剂 | 水泥/kg | 粉煤灰/kg | 砂/kg | 水/kg | 添加剂用量/％ | |
| 1 | 实施例1 | 250 | 170 | 1450 | 300 | 0.3 |
| 2 | 实施例2 | 250 | 170 | 1400 | 300 | 0.3 |
| 3 | 实施例3 | 250 | 170 | 1400 | 300 | 0.3 |
| 4 | 实施例4 | 250 | 170 | 1400 | 300 | 0.3 |
| 5 | 实施例5 | 250 | 170 | 1400 | 300 | 0.3 |
| 6 | 对比例1 | 250 | 170 | 1400 | 300 | 0.3 |
| 7 | 对比例2 | 250 | 170 | 1400 | 300 | 0.3 |
| 8 | 对比例3 | 250 | 170 | 1400 | 300 | 0.3 |
砂浆的稠度、凝结时间、保水率、强度等指标按照JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的规定进行试验测定。将水化热性能采用水化微量热仪测定，恒定温度25℃，测量时间168h，计算试样的放热速率和累积放热量，结果如图1-2所示。砂浆的抗压强度按照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行，试验结果如表2所示：
表2试验结果
从表中数据我们可以看出，本发明添加剂在0.3％的掺量下，保水率可达93.5％，28天抗压强度可大19.5Mpa，强度性能大幅提升，初凝时间长达39h，极大程度的延长了湿拌砂浆的操作时间，这主要是因为保塑助剂以及增强组分的存在，保水增稠、活化增强协同作用下，能有效降低水泥早期水化放热的峰值，延缓了放热峰的出现时间，有利于湿拌砂浆早期塑性的保持，延长湿拌砂浆存放时间，同时可以改善水泥基浆体与集料砂的界面粘接情况，不同程度地提高湿拌砂浆的抗压和粘接强度。从图1-2水化热试验结果我们也可以看出，本发明实施例水化热释放缓慢，且平稳。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：A组分包括保水剂8-13份、增稠剂5-8份、保塑助剂1-3份、强度增强组分1.5-4.5份、引气组分1-3份；B组分包括聚羧酸减水剂10-15份、缓凝剂5-10份、防腐剂0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素和/或羟乙基纤维素醚。
3.根据权利要求1所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、淀粉、聚乙烯醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，所述保塑助剂的制备方法为：称取3-5g的淀粉和1-3g的海藻酸钠和1-3g的聚乙烯醇，加入80g蒸馏水，恒温60-70℃加热搅拌；搅拌10-15min后，加入5-9g的丙烯酰胺和3-6g的丙烯酸，再加入0.5-1g的过硫酸铵，在60-65℃下搅拌反应3-5h后，将反应产物干燥至恒重，粉碎得保塑助剂。
5.根据权利要求1所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，所述强度增强组分的制备方法为：将10-20g纳米二氧化钛粉体50ml无水乙醇混合，超声分散均匀，加入3-5ml硅烷偶联剂KH560，加入5-10g丁二酸酐和3-5g壳聚糖，升温到55℃，机械搅拌反应24h后，反复用无水乙醇与蒸馏水洗涤，干燥得到强度增强组分。
6.根据权利要求5所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，机械搅拌的转速为300r/min。
7.根据权利要求1所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，所述引气组分为松香酸钠。
8.根据权利要求1所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠或者山梨酸钾。
9.根据权利要求1所述双掺型湿拌砂浆添加剂，其特征在于，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、蔗糖、柠檬酸、焦磷酸钠中的一种或几种。
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