CN117534380A - 一种湿拌砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及湿拌砂浆技术领域，且公开了一种湿拌砂浆及其制备方法，包括以下重量组分：200‑300份水泥、100‑150份中砂、60‑90份粉煤灰、80‑120份水、20‑30份保塑剂、15‑30份调凝剂、16‑30份改性聚丙烯酰胺絮凝剂；本发明通过将水泥、中砂、粉煤灰和水按照上述重量份混合，搅拌，得到初料；将保塑剂、调凝剂、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌，得到湿拌砂浆。
Description
技术领域
本发明涉及湿拌砂浆技术领域，具体为一种湿拌砂浆及其制备方法。
背景技术
水泥砂浆，是由无机胶凝原材料、细集料、加上剂和水按占比拌合而成的建筑原材料，用以建筑施工中砌墙和抹灰工程，以实现建筑结构和表面防护、装饰设计等传统水泥砂浆选用现场拌和，在拌和时长和计量检定设备上的偏差比较大，无法确保水泥砂浆的开放时长及工作性，湿拌水泥砂浆有别于传统自拌水泥砂浆的初始生产操作方式，在产品混凝土土搅拌站直接生产，能够实现生产的工业化与全自动化，运往施工工地就可以使用，有益于水泥砂浆质量的控制和确保，同时减少了工作强度，提升施工效率。
但是，湿拌水泥砂浆的工作性由于原材的质量的起伏而起伏，同时受气温因素影响比较大，因而，湿拌水泥砂浆的生产主要靠加上剂来控制特性，传统水泥砂浆加上剂调整掺量时有效成份需要同时加减，非常容易造成增稠的同时水泥砂浆开放时长跟随降低，造成工作性不可控性；除此之外，传统水泥砂浆增稠成份主要为羟丙基甲基化学纤维素醚，选用化学纤维素醚类加上剂制取水泥砂浆的过程中非常容易成坨，分散化不匀称，长时长置放非常容易出现分层次等状况，使水泥砂浆的和易性受到限定
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种湿拌砂浆及其制备方法，解决了砂浆的抗裂能力差、砂浆开放时间短、粘稠度低的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种湿拌砂浆，所述包括以下重量组分：200-300份水泥、100-150份中砂、60-90份粉煤灰、80-120份水、20-30份保塑剂、15-30份调凝剂、16-30份改性聚丙烯酰胺絮凝剂。
优选的，所述保塑剂为酒石酸钠、柠檬酸钠、丙三醇、磷酸钠中的任一种。
优选的，所述调凝剂为木质素磺酸钠、木钙、硼酸钠、蔗糖中的任一种。
优选的，所述改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制备方法为：
(1)将6-8重量份的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到5-10重量份的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为0.6-1.1h，在40-60℃下反应5-7h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入偶氮二异丁腈引发剂，在60-80℃下反应4-6h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂。
优选的，所述(2)中异氰酸酯修饰二氧化硅、3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸的重量比为1.3-1.6:1。
优选的，所述(3)中3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸、丙烯酰胺、偶氮二异丁腈引发剂的重量比为1.2-1.5:1:0.02-0.05。
优选的，所述包括以下步骤：
S1.将水泥、中砂、粉煤灰和水按照上述重量份混合，搅拌2-4h，得到初料；
S2.将保塑剂、调凝剂、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌3-5h，得到湿拌砂浆。
(三)有益的技术效果
本发明通过将水泥、中砂、粉煤灰和水按照上述重量份混合，搅拌，得到初料；将保塑剂、调凝剂、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌，得到湿拌砂浆。
本发明将甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到5-10重量份的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气，缓慢滴加3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；将3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入丙烯酰胺继续搅拌，再加入偶氮二异丁腈引发剂，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂。
改性聚丙烯酰胺具有的絮凝性、粘合性和降阻性可以通过机械、物理或化学作用使悬浮物质絮凝，并通过电中和及架桥吸附效应有效地降低流体的摩擦阻力，起到粘合作用；同时聚丙烯酰胺在中性、酸性和碱性条件下均易水解呈半网状结构，发挥增稠作用；改性聚丙烯酰胺中还含有大量经异氰酸酯修饰二氧化硅和3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，起到协同增稠、抗裂的作用；3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸中的磺酸基在砂浆中起到引气、增稠、保塑的效果。
改性聚丙烯酰胺絮凝剂中含有的亲水性基团与水泥基材料的水分子形成氢键，减少砂浆的泌水程度，溶解后可以增加砂浆的粘度，改性聚丙烯酰胺絮凝剂类聚合物在水中会水解产生羧酸根离子，与砂浆水化中产生的如钙离子等多种阳离子络合，形成稳定的产物，有助于提高砂浆的硬度。
本发明得到的湿拌砂浆操作简单，成本较低，生产效率高。
具体实施方式
实施例1
(1)将6g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到5g的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入1.3g的异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加1g的3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为0.6h，在40℃下反应5h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将1.2g的3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入1g的丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入0.02g的偶氮二异丁腈引发剂，在60℃下反应4h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂；
(4)将200kg水泥、100kg中砂、60kg粉煤灰和80kg按照上述重量份混合，搅拌2h，得到初料；
(5)将2kg酒石酸钠、1.5kg木质素磺酸钠、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌3h，得到湿拌砂浆。
实施例2
(1)将8g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到10g的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入3.2g的异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加2g的3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为1.1h，在60℃下反应7h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将4.5g的3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入3g的丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入0.15g的偶氮二异丁腈引发剂，在80℃下反应6h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂；
(4)将300kg水泥、150kg中砂、90kg粉煤灰和120kg按照上述重量份混合，搅拌4h，得到初料；
(5)将3kg柠檬酸钠、3kg木钙、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌5h，得到湿拌砂浆。
实施例3
(1)将7g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到7.5g的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入2.25g的异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加1.5g的3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为0.85h，在50℃下反应6h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将2.85g的3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入2g的丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入0.085g的偶氮二异丁腈引发剂，在70℃下反应5h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂；
(4)将250kg水泥、125kg中砂、75kg粉煤灰和100kg按照上述重量份混合，搅拌3h，得到初料；
(5)将2.5kg丙三醇、2.25kg蔗糖、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌4h，得到湿拌砂浆。
实施例4
(1)将6g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到5g的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入1.3g的异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加1g的3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为0.6h，在40℃下反应5h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将4.5g的3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入3g的丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入0.15g的偶氮二异丁腈引发剂，在80℃下反应6h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂；
(4)将300kg水泥、150kg中砂、90kg粉煤灰和120kg按照上述重量份混合，搅拌4h，得到初料；
(5)将2.5kg丙三醇、2.25kg蔗糖、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌4h，得到湿拌砂浆。
实施例5
(1)将8g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到10g的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入3.2g的异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加2g的3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为1.1h，在60℃下反应7h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将2.85g的3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入2g的丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入0.085g的偶氮二异丁腈引发剂，在70℃下反应5h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂；
(4)将250kg水泥、125kg中砂、75kg粉煤灰和100kg按照上述重量份混合，搅拌3h，得到初料；
(5)将2kg酒石酸钠、1.5kg木质素磺酸钠、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌3h，得到湿拌砂浆。
实施例6
(1)将7g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到7.5g的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入2.25g的异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加1.5g的3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为0.85h，在50℃下反应6h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将4.5g的3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入3g的丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入0.15g的偶氮二异丁腈引发剂，在80℃下反应6h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂；
(4)将200kg水泥、100kg中砂、60kg粉煤灰和80kg按照上述重量份混合，搅拌2h，得到初料；
(5)将2kg酒石酸钠、1.5kg木质素磺酸钠、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌3h，得到湿拌砂浆。
实施例7
(1)将6g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到5g的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
(2)向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入3.2g的异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加2g的3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为1.1h，在60℃下反应7h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸；
(3)将2.85g的3-烯丙基-2-(酰胺化二氧化硅)-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入2g的丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入0.085g的偶氮二异丁腈引发剂，在70℃下反应5h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂；
(4)将250kg水泥、125kg中砂、75kg粉煤灰和100kg按照上述重量份混合，搅拌3h，得到初料；
(5)将2.5kg丙三醇、2.25kg蔗糖、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌4h，得到湿拌砂浆。
对比例1
(1)将250kg水泥、125kg中砂、75kg粉煤灰和100kg按照上述重量份混合，搅拌3h，得到初料；
(2)将2kg酒石酸钠、1.5kg木质素磺酸钠加入到初料中，搅拌3h，得到湿拌砂浆。
分别对实施例1-7和对比例1的砂浆和空白砂浆采用GB/T 1346-2001方法进行性能测试，性能指标包括保水性、稠度、凝结时间，测试结果见表1。
表1
| 项目 | 保水性(％) | 稠度(mm) | 凝结时间(min) |
| 实施例1 | 96 | 89 | 1350 |
| 实施例2 | 91 | 87 | 1463 |
| 实施例3 | 93 | 92 | 1469 |
| 实施例4 | 94 | 93 | 1587 |
| 实施例5 | 85 | 88 | 1635 |
| 实施例6 | 96 | 89 | 1465 |
| 实施例7 | 91 | 95 | 1325 |
| 对比例1 | 53 | 125 | 786 |
由表1可知，本发明的湿拌砂浆保水性好，凝结时间长，粘结性更好。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种湿拌砂浆，其特征在于，所述包括以下重量组分：200-300份水泥、100-150份中砂、60-90份粉煤灰、80-120份水、20-30份保塑剂、15-30份调凝剂、16-30份改性聚丙烯酰胺絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的湿拌砂浆及其制备方法，其特征在于，所述保塑剂为酒石酸钠、柠檬酸钠、丙三醇、磷酸钠中的任一种。
3.根据权利要求1所述的湿拌砂浆及其制备方法，其特征在于，所述调凝剂为木质素磺酸钠、木钙、硼酸钠、蔗糖中的任一种。
4.根据权利要求1所述的湿拌砂浆及其制备方法，其特征在于，所述改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制备方法为：
（1）将6-8重量份的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到5-10重量份的纳米二氧化硅的甲苯分散液中，反应得到异氰酸酯修饰二氧化硅；
（2）向N,N-二甲基乙酰胺溶剂中加入异氰酸酯修饰二氧化硅进行溶解，通入氮气保护，缓慢滴加3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸，滴加时间为0.6-1.1h，在40-60℃下反应5-7h，反应后减压蒸馏，过滤、洗涤并干燥，得到3-烯丙基-2-（酰胺化二氧化硅）-1-丙磺酸；
（3）将3-烯丙基-2-（酰胺化二氧化硅）-1-丙磺酸加入到甲苯溶剂中进行溶解并搅拌均匀，溶解完成加入丙烯酰胺继续搅拌，搅拌均匀后加入偶氮二异丁腈引发剂，在60-80℃下反应4-6h，过滤溶剂，依次用去离子水、乙醇洗涤并干燥，得到改性聚丙烯酰胺絮凝剂。
5.根据权利要求4所述的湿拌砂浆及其制备方法，其特征在于，所述（2）中异氰酸酯修饰二氧化硅、3-烯丙基-2-羟基-1-丙磺酸的重量比为1.3-1.6:1。
6.根据权利要求4所述的湿拌砂浆及其制备方法，其特征在于，所述（3）中3-烯丙基-2-（酰胺化二氧化硅）-1-丙磺酸、丙烯酰胺、偶氮二异丁腈引发剂的重量比为1.2-1.5:1:0.02-0.05。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的湿拌砂浆的制备方法，其特征在于，所述包括以下步骤：
S1.将水泥、中砂、粉煤灰和水按照上述重量份混合，搅拌2-4h，得到初料；
S2.将保塑剂、调凝剂、改性聚丙烯酰胺絮凝剂加入到初料中，搅拌3-5h，得到湿拌砂浆。
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