CN115650675A - 一种湿拌砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种湿拌砂浆及其制备方法，以质量份数计，包括0.3‑2份液料、100份粉料、12‑19份水；其中，以质量份数计，所述液料包括以下原料：2‑10份减水剂、2‑10份保坍剂、0.2‑2份引气剂、0.1‑0.5份消泡剂、1‑10份调节剂、1‑10份牺牲剂、0.5‑3.5份防腐剂、10‑500份水；以质量份数计，所述粉料包括以下原料：10‑40份普通硅酸盐水泥、5‑20份玻璃粉、2‑20份玄武岩活性粉末、10‑500份机制砂、0.02‑0.5份稳定剂、0.02‑0.45份调凝剂、0.1‑1份纤维。本发明制备得到的湿拌砂浆可以克服将含有絮凝剂的机制砂掺入湿拌砂浆体系中而造成砂浆体系自由水减少、稠度损失增快和保塑时间缩短的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及砂浆领域，特别涉及一种湿拌砂浆及其制备方法。
背景技术
21世纪以来，在市场推动和政策干预的双重作用下，预拌砂浆行业已逐步从市场导入期向快速成长期过渡，并进入稳步发展的阶段。预拌砂浆以质量稳定，节能环保，可集中清洁生产等优势将逐步替代传统的现场制备砂浆；而再生骨料、废弃石粉作为湿拌砂浆原材料实现应用，不仅具有经济和社会效益，而且符合循环经济发展理念。预拌砂浆以其节能环保、可持续性等特点，是行业发展的必然结果。湿拌砂浆作为预拌砂浆中重要的组成部分，其适用于建筑、装修工程中的加气混凝土砌块、粉煤灰砌块、陶粒砖等轻质墙体和混凝土剪力墙的内/外墙、罩面、底面、顶棚抹灰，并能保护结构主体免遭各种侵害，提高结构的耐久性，改善结构的外观等方面。
目前，湿拌砂浆的组分大致可分为胶凝材料、矿物集料、调凝剂、流变剂、改性组分和其他组分等6种。其中，可根据不同功能选择普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥或白水泥等组分作为湿拌砂浆的胶凝材料，以赋予砂浆优越的抗压、抗折和粘结强度。同时湿拌砂浆颗粒级配需要将较粗的填料(如机制砂和河砂)和磨得更细的掺合料(如磨细碳酸钙粉)配合使用，以达到最佳的密实性效果。
但是，由于近年环保政策收紧和经济下行等因素的影响，为了节约制砂成本和提高洗砂效率，部分生产企业在制砂的过程中掺加大量絮凝剂，导致制备得到的机制砂应用于湿拌砂浆时会产生，如砂浆体系自由水减少、稠度损失增快和保塑时间缩短等一系列问题，因此如何克服机制砂中絮凝剂带来的不良影响显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术，本发明开发了一种湿拌砂浆及其制备方法，制备得到的湿拌砂浆可以克服将含有絮凝剂的机制砂掺入湿拌砂浆体系中而造成的自由水减少、稠度损失增快和保塑时间缩短的缺陷。
基于此，本发明提供了一种湿拌砂浆，以质量份数计，包括0.3-2份液料、100份粉料、12-19份水；
其中，以质量份数计，所述液料包括以下原料：2-10份减水剂、2-10份保坍剂、0.2-2份引气剂、0.1-0.5份消泡剂、1-10份调节剂、1-10份牺牲剂、0.5-3.5份防腐剂、10-500份水；
以质量份数计，所述粉料包括以下原料：10-40份普通硅酸盐水泥、5-20份玻璃粉、2-20份玄武岩活性粉末、10-500份机制砂、0.02-0.5份稳定剂、0.02-0.45份调凝剂、0.1-1份纤维。
进一步地，所述牺牲剂为木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物和聚丙烯酸钠的混合物，所述木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物和聚丙烯酸钠的质量比为1:1-4；
所述木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物的制备方法，包括以下步骤：
木质素磺酸钠与丙烯酸在Fe(II)和H2O2作用下，pH值为3，反应温度为50-90℃，反应时间2-5h，进行接枝共聚反应，反应完毕后去除未反应的原料，得到木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物；
所述木质素磺酸钠、丙烯酸、Fe(II)、H2O2的质量比为100:(8-10):(1-5):(4-10)。
通过上述技术方案，与未改性的木质素磺酸钠相比，改性木质素磺酸钠对絮凝剂的抗吸附作用大大提高，这是由于改性木质素磺酸钠接入了大量羧基基团等阴离子基团，极大提高了共聚物的负电性，从而使改性木质素磺酸钠具有较强的分散、螯合作用，同时改性木质素磺酸钠还会对晶体产生晶格畸变，破坏钙矾石晶体的正常生长，使其停留在小晶体的阶段，从而起到阻碍水泥水化和减小砂浆稠度经时损失的作用。
同时，木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物和聚丙烯酸钠的协同作用对机制砂中的絮凝剂的抗吸附作用大大提高。
进一步地，所述调节剂为淀粉接枝丙烯酸钾共聚交联物。
进一步地，所述减水剂为萘磺酸钠甲醛缩合物，所述保坍剂为聚醚共聚物。
进一步地，所述引气剂为引气剂为松香酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、三萜皂苷和十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述稳定剂为纤维素醚、矿物胶、纳米纤维素、瓜尔胶和舜水胶中的至少一种。
进一步地，所述纤维为木质纤维。
进一步地，所述调凝剂包括增强剂和缓凝剂，其中，所述增强剂为甲酸钙、三乙醇胺、纳米晶核增强剂、硝酸钾和硫酸锂中的至少一种；所述缓凝剂为焦磷酸钠、改性多糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸钾和酒石酸中的至少一种。
通过上述技术方案，缓凝剂用于延缓胶凝材料水化速度，调整湿拌砂浆的保塑时间和稠度损失速率；增强剂通过碱激发效应促进未水化水泥颗粒的水化进程，从而提高湿拌砂浆强度，弥补因玻璃粉和絮凝剂的使用带来的强度降低的缺陷。
进一步地，所述玻璃粉的目数为200-400目；所述机制砂的目数为70-140目。
本发明的另一目的是提供一种上述湿拌砂浆的制备方法，至少包括以下步骤：分别取配置好的液料、粉料和水混合搅拌均匀，得到湿拌砂浆。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明开发了一种湿拌砂浆及其制备方法，制备得到的湿拌砂浆可以克服将含有絮凝剂的机制砂掺入湿拌砂浆体系中而造成的自由水减少、稠度损失增快和保塑时间缩短的缺陷；且本申请开发的湿拌砂浆可以适应市面上大部分含有絮凝剂的机制砂。
2、当机制砂中含有絮凝剂时，在工作过程中，砂浆很容易吸附减水剂中的有效组分，从而造成砂浆吸附较多的减水剂，导致砂浆经时损失加快、粘性上升和抗压强度下降等问题，影响砂浆和混凝土的工作性能及工程质量。
3、本发明弥补了使用再生玻璃材料替代粉煤灰后，所带来的湿拌砂浆体系抗压强度和拉伸粘结强度偏低等缺陷，并保留了再生玻璃透明度高、抗刮性强等优点，同时丰富了湿拌砂浆的原材料来源，提升固废建筑材料利用率，保证其在不同类型和浓度絮凝剂作用的环境下均具有良好的工作性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种湿拌砂浆，具体的，实施例1至实施例12的液料配方如表1所示，粉料配方如表2所示：
表1实施例1-12中液料配方(g)
表2实施例1-12中粉料配方(g)
对本申请实施例中机制砂的絮凝剂进行测试，其中，实施例1-3测得机制砂中所用絮凝剂为聚氯化铝，含量为机制砂重量的0.025％；实施例4-6测得机制砂中所用絮凝剂为聚合硫酸铁，含量为机制砂重量的0.030％；实施例7-9测得机制砂中所用絮凝剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵，含量为机制砂重量的0.050％；实施例10-12测得机制砂中所用絮凝剂为非离子型聚丙烯酰胺，含量为机制砂重量的0.033％。
本实施例1-12中，木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物的制备过程为：
取100g木质素磺酸钠与8g丙烯酸在1g Fe(II)和4g H2O2作用下，pH值为3，反应温度为70℃，反应时间3h，进行接枝共聚反应；反应完毕后，加入丙二醇使产物中的沉淀分离；除去沉淀后，用乙醇冲洗除去副产物丙烯酸均聚物，再用甲醇萃取得到木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物。
按上述比例配置好液料与粉料后，分别取12g液料、1000g粉料和150g水混合搅拌均匀，得到湿拌砂浆。测试结果如表3所示。
测试结果如表3所示。
实施例1-12的实验结果如表3所示。
表3实施例1-12的实验结果
注：表3中技术指标控制值来源于GB/T 25181《预拌砂浆》和JG/T 426《抹灰砂浆增塑剂》。
对比例1与实施例1的区别在于将牺牲剂替换成等量的水。
对比例2与实施例1的区别在于将木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物替换成等量的水。
对比例3与实施例1的区别在于将丙烯酸钠替换成等量的水。
对比例1-3的实验结果如表4所示。
表5对比例1-3的实验结果
| 项目 | 控制值 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 保水率/％ | ≥88.0 | 83.0 | 86.6 | 88.0 |
| 压力泌水率/％ | ＜40 | 32.9 | 38.0 | 45.9 |
| 14d拉伸粘结强度/MPa | ≥0.20 | 0.15 | 0.23 | 0.32 |
| 28d收缩率/％ | ≤0.20 | 0.08 | 0.11 | 0.23 |
| 28d抗压强度/MPa | ≥10.0 | 6.2 | 7.2 | 8.7 |
| 稠度/mm | 90±10 | 91 | 95 | 93 |
| 保塑时间/h | ≥8 | 5.6 | 6.8 | 5.6 |
| 2h稠度损失率/％ | ≤30 | 35.2 | 48.9 | 45.2 |
| 含气量/％ | ≤18 | 14.5 | 17.2 | 16.5 |
| 含气量1h变化量/％ | 0～+4 | 7.9 | 5.2 | 3.8 |
| 上墙后出现裂纹 | 否 | 是 | 是 | 是 |
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种湿拌砂浆，其特征在于，以质量份数计，包括0.3-2份液料、100份粉料、12-19份水；
其中，以质量份数计，所述液料包括以下原料：2-10份减水剂、2-10份保坍剂、0.2-2份引气剂、0.1-0.5份消泡剂、1-10份调节剂、1-10份牺牲剂、0.5-3.5份防腐剂、10-500份水；
以质量份数计，所述粉料包括以下原料：10-40份普通硅酸盐水泥、5-20份玻璃粉、2-20份玄武岩活性粉末、10-500份机制砂、0.02-0.5份稳定剂、0.02-0.45份调凝剂、0.1-1份纤维。
2.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：
所述牺牲剂为木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物和聚丙烯酸钠的混合物，所述木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物和聚丙烯酸钠的质量比为1:1-4；
所述木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物的制备方法，包括以下步骤：
木质素磺酸钠与丙烯酸在Fe(II)和H2O2作用下，pH值为3，反应温度为50-90℃，反应时间2-5h，进行接枝共聚反应，反应完毕后去除未反应的原料，得到木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物；
所述木质素磺酸钠、丙烯酸、Fe(II)、H2O2的质量比为100:(8-10):(1-5):(4-10)。
3.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：所述调节剂为淀粉接枝丙烯酸钾共聚交联物。
4.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：所述减水剂为萘磺酸钠甲醛缩合物，所述保坍剂为聚醚共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：所述引气剂为引气剂为松香酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、三萜皂苷和十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：所述稳定剂为纤维素醚、矿物胶、纳米纤维素、瓜尔胶和舜水胶中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：所述纤维为木质纤维。
8.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：所述调凝剂包括增强剂和缓凝剂，其中，所述增强剂为甲酸钙、三乙醇胺、纳米晶核增强剂、硝酸钾和硫酸锂中的至少一种；所述缓凝剂为焦磷酸钠、改性多糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸钾和酒石酸中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种湿拌砂浆，其特征在于：所述玻璃粉的目数为200-400目；所述机制砂的目数为70-140目。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述湿拌砂浆的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：分别取配置好的液料、粉料和水混合搅拌均匀，得到湿拌砂浆。
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