一種砂漿外加劑的製作方法

2023-05-30 23:23:11

專利名稱：一種砂漿外加劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種砂漿外加劑及其製備方法。
背景技術：
建築砂漿在建築工程中應用極為廣泛，通常為了保持砂漿的和易性，在攪拌砂漿時加入一定量的石灰膏和粘土來改善砂漿的和易性，近年來，為了節約石灰資源，也有些工程加入粉煤灰，微沫劑等塑化劑，實踐證明，摻入一定量粉煤灰具有簡便易行、質量可靠、後期強度高、經濟效益明顯等優點；而微沫劑對於改善和易性，效果顯著，但現場操作不方便，計量不易準確導致砂漿後期強度嚴重降低。為此，GBJ203-83規定，混合砂漿中使用微沫劑時，石灰用量最多減少50％。
砂漿應具備二點性能1、砂漿硬化前應具有較好的和易性和保水性。2、硬化後具有一定的強度和耐久性。砂漿的和易性好就是流動性好，容易鋪砌均勻，而使塊材均勻受壓，砌體強度較高；砂漿的保水性好是指砂漿不吸水，均勻性好。因此，對於提供具有以上性能的砂漿地外加劑存在著需求。

發明內容
本發明的目的是提供一種新型砂漿外加劑，該外加劑能夠賦予砂漿以優異的性能。
本發明的外加劑包括
皂化松香水懸浮液 8-12重量份
陰離子表面活性劑 2-4重量份
木鈣 3-6重量份
磺酸鈉 0.6-2重量份
輕質碳酸鈣 28-32重量份
膨潤土 20-24重量份
粉煤灰 28-32重量份。
其中皂化松香水懸浮液是在水的存在下用鹼皂化松香獲得的水懸浮液，松香在水懸浮液中的含量為25-40wt％，優選30-35wt％左右。適宜的鹼為碳酸鈉、三乙醇胺等，或它們的混合物，松香與鹼的質量比約為1∶0.5-1，優選1∶0.7-0.85。皂化松香水懸浮液的一種優選製備方法包括將松香粉碎，加適量水，加熱至熔化，加入鹼，加熱攪拌至勻化，再補充水至松香在水懸浮液中的濃度為25-40wt％，然後加熱攪拌混勻得混合物，再加入基於混合物重量的1-3％陰離子表面活性劑(如脂肪醇硫酸鈉，如AES)，1-2％泡沫穩定劑(如尼納爾，哈爾濱化工廠)和苯磺酸1-2％，混合均勻。
陰離子表面活性劑可以是本領域中常用的那些，優選是十二烷基硫酸鈉。
本發明的外加劑優選包括
皂化松香水懸浮液 10重量份
陰離子表面活性劑 3重量份
木鈣 4重量份
磺酸鈉1重量份
輕質碳酸鈣30重量份
膨潤土22重量份
粉煤灰 30重量份。
本發明的外加劑的製備方法是，將上述原料中固體大顆粒粉碎，再與其它原料攪拌混合均勻，過篩即可。
本發明的外加劑的一般用量為，每50kg水泥用100克外加劑。
工程中用白灰作塑化劑來提高砂漿的和易性和保水性。而本發明的外加劑則能替代白灰，很好地提高砂漿的和易性、保水性和密實性。其作用機理敘述如下
外加劑是一種具有憎水作用的表面活性物質，將它加入砂漿後，顯著地降低了砂漿拌和水的表面張力，使水容易分散。通過攪拌大量的空氣泡吸附到憎水基端，這樣砂漿中就較均勻地分布著許多微小、封閉的乳化氣泡。小氣泡具有一定的強度。由於水泥有絮凝與飄浮現象，由於外加劑具有陰離子表面活性劑，通過強力攪拌產生負電荷，根據異性相吸，同性相斥原理，把絮凝的水泥結塊，充分分解，同時把包裹在其中的游離水析放出來。所以，達到解水充分發揮了水泥的最大效應，故能增加砂漿的抗壓強度。
這些乳化氣泡分布在砂粒間，對氣泡上層的砂粒起著浮託和支撐作用，減緩了砂漿中較重砂粒向下沉降速度。乳化氣泡填充在砂粒間形成「柔軟可塑的氣泡層」取代了原來砂粒間的液體層，這樣顆粒就變滑動摩擦為滾動摩擦，改善了砂漿的流動性，使砂漿柔軟可塑。
加入外加劑，產生大量的乳化空氣泡，氣泡封閉且具有一定強度，在某種程度上如同細骨料，可以克服拌和物中固有的粗糙性，使離析現象減少。另外如前所述，吸附在水泥和砂粒上的氣泡對砂粒沉降速度起了減緩作用。吸附作用使砂粒與水泥間的粘結力增強，使它們混合均勻。大量的氣泡對砂漿中的毛細孔起了堵塞作用，也使水從砂漿中的離析速度降低。實施例
以下結合實施例來說明本發明，應該理解的是，所提供的實施例僅用於說明的目的，而不限制本發明的範圍。
將松香13.32kg粉碎，兌水16kg，加熱至熔化，加碳酸鈉2kg，約80℃下加熱攪拌約40分鐘，再加入三乙醇胺8kg，再加熱攪拌約1小時，出現細絲後，再加水53kg，加熱攪拌混勻，得混合物75.5kg，再加入AES 2kg，尼納爾1kg和苯磺酸1kg，混合均勻，得皂化松香水懸浮液。
再將以下原料在粉碎機中粉碎，攪拌機中攪拌15分鐘，過篩，包裝
上述皂化松香水懸浮液 20kg
十二烷基硫酸鈉6kg
木鈣(吉林延吉造紙廠，減水劑) 8kg
磺酸鈉2kg
輕質碳酸鈣60kg
膨潤土44kg
粉煤灰60kg。外加劑對新拌砂漿性能的影響試驗
1、對水泥安定性和凝結時間的影響
試驗按照現行的水泥GB試驗方法進行一組為不摻外加劑的，其餘兩組摻外加劑量為水泥重量的0.2％和0.3％，摻外加劑的試樣，減少用水量以保持相近的稠度，採用哈爾濱水泥廠435#R水泥，其結果如表1。
表1
從表1可見，外加劑使水泥凝結時間變化不大，初凝稍有延緩，終凝稍有提前，這表明，砂漿使用該外加劑在減少用水量的條件下，具有早強作用，這對砂漿的和易性和早強都是有利的。
2、新拌砂漿的流動性
砂漿流動性用稠度來表示，稠度越大表示砂漿的流動性越好，試驗按照JGJ-90規定的方法進行，我們採用50#砌築砂漿作比試驗相同條件下分別拌制混合砂漿和塑化劑砂漿，在不同時間內測定其稠度。測定結果見表2。
表2
從表2可見，1)採用外加劑拌制的砂漿，在不減水拌和用水量時，其稠度比混合砂漿增大2.0cm左右；2)在保持稠度基本相同時，則要減少用水量1 5％左右；3)在兩種拌和砂漿稠度基本相同，放置2h後，塑化劑砂漿損失率為7％，而混合砂漿的稠度損失率為25％，這說明外加劑有較好的分散性，能顯著地改善砂漿的流動性和泌水性。
3、新拌砂漿的保水性
砂漿的保水性分層度表示，一般分層越小，說明砂漿的保水性越好。為了觀察外加劑對新拌砂漿分層度的影響，採用了兩種砂漿在相同條件下攪拌，在不同放置時間分別測定分層度的方法進行對比，測定方法按照JGJ-90規定的方法進行，其結果見表3
表3
從表3測定結果表明，摻外加劑砂漿與混合砂漿在相同條件下，分層度的差別是比較明顯的，混合砂漿的分層度大，也就是保水性差，而且隨著放置時間的延長，分層度也增大；而塑化劑砂漿分層度小，隨時間的延長，分層度值變化不大，說明在一定時間內它的保水性良好，不易分層離析。
4、摻外加劑對砂漿拌和物體積的影響
用外加劑取代混合砂漿中全部白灰膏，對拌和物砂漿體積的影響，試驗結果見表4
表4
可見，外加劑的加入儘管代替了全部白灰，但並不影響砂漿的體積，這主要是由於外加劑的摻入所生產的大量穩定而細小的氣泡填充了砂漿的間隙造成的。
5、摻外加劑對硬化砌築砂漿的影響，是以混合砂漿為對象作砂漿試塊的對比試驗，試驗是按照JGJ-90試驗方法進行的，在試驗中凡摻外加劑的砂漿，水泥、砂子用量保持不變，全部取代白灰膏，砂漿拌和物的稠度基本相同，摻量按水泥用量的0.2％，試驗結果見表5
表5
從表5可見，當築砂漿水泥用量不變，稠度基本相同情況下，摻外加劑各齡期抗壓強度比混合砂漿強度都有很大的提高。
6、外加劑不同摻量對砂漿性能的影響
外加劑不同摻量對不同強度等級的砂漿性能影響見表6
表6
從表6可見，在滿足砂漿和易性和強度的前提下，外加劑在不同砂 漿強度等級中的摻量有一定範圍的，M2.5砂漿應以水泥用量的0.2-0.4％為宜；M5.0砂漿應以水泥用量的0.2-0.3％為宜；M7.5砂漿應以水泥用量的0.12-0.2％為宜，不宜大於水泥用量的0.2％；M10的砂漿應以水泥用量的0.1％為宜。在同等體積的砂漿中，摻量過少，微氣泡含量少，砂漿的易性差；摻量過大，微氣泡含量大，則摻外加劑的強度比同強度等級的混合砂漿強度有所下降。
7、外加劑對砂漿耐久性的影響
為了了解外加劑對砂漿耐久性能的影響，我們分別對混合砂漿和摻外加劑砂漿作了凍融試驗和收縮試驗，按JGJ-90規範規定的試驗方法進行，其試驗結果見表7
表7
從表7可見，混合砂漿凍融14次，試件已崩潰，M7.5混合砂漿強度損失較大，但合格；而摻外加劑的M5.0、M7.5砂漿抗凍融性都合格，而砂漿收縮值較混合砂漿小，由此可見，摻外加劑可大幅度提高砂漿的耐久性。
用白灰與用砂漿的經濟效益比較
1、按每m3砂漿計算
表8
2、用砂漿取代白灰，每立方米可節約材料費
M2.5 38.28元
M5.0 28.52元
M7.5 16.32元
3、按控制不同強度等級砂漿，用1噸外加劑可節約材料費
M2.5 1000/0.52×38.28＝7.36萬元
M5.0 1000/0.68×28.52＝4.19萬元
M7.5 1000/0.88×16.32＝1.85萬元
4、以建一棟一萬m磚普通住宅為例計算可節省工程材料肥
(1)需砌築砂漿1800m3
節約工程費1800×28.52元＝51336元
(2)需抹灰砂漿1600m3
節約工程費1600×38.28＝61248元
(3)白灰運費以每噸運費為60元計算
220kg/m3×1600+180kg/m3×1800＝676噸
676×60＝4056萬元
(4)節約建消解池工程費，白灰浪費費用等8000元。
(5)抹灰時工人勞動強度低、節約人工費以該建築為7層含一層地下室為例，則該工程實際抹灰面積為5600m左右，按每平方米節約0.5元計算，56000×0.5＝2.8萬元。
(6)合計18.92萬元。
社會經濟效益
建設年產200噸的本發明外加劑生產廠可減少開發一個年產12萬噸的石灰廠24萬噸的石灰礦山，同時還節省相應的煤4.8萬噸(按每噸煤200元計算，即節省960萬元)，給國家節約了大量的財富和資源，又可保護環境，同時從該產品原材料方面利用了85％的工業廢渣，即達到和超過產品性能要求，又符合國家綜合利用工業廢渣的政策，於國於民有利。
權利要求
1、一種砂漿外加劑，包括
皂化松香水懸浮液 8-12重量份
陰離子表面活性劑 2-4重量份
木鈣 3-6重量份
磺酸鈉 0.6-2重量份
輕質碳酸鈣 28-32重量份
膨潤土 20-24重量份
粉煤灰 28-32重量份。
其中皂化松香水懸浮液是在水的存在下用鹼皂化松香獲得的水懸浮液，松香在水懸浮液中的用量為25-40wt％，優選30-35wt％左右，適宜的鹼為碳酸鈉、三乙醇胺，或它們的混合物，松香與鹼的質量比約為1∶0.5-1，優選1∶0.7-0.85。
2、權利要求1的砂漿外加劑，其中皂化松香水懸浮液的製備包括將松香粉碎，加適量水，加熱至熔化，加入鹼，加熱攪拌至勻化，再補充水至松香在水懸浮液中的濃度為25-40wt％，然後加熱攪拌混勻得混合物，再加入基於混合物重量的1-3％陰離子表面活性劑，1-2％泡沫穩定劑和苯磺酸1-2％，混合均勻。
3、根據權利要求2的砂漿外加劑，其中鹼包括碳酸鈉、三乙醇胺或它們的混合物。
4、根據權利要求1-3中任一項的砂漿外加劑，其中各組分的比率為
皂化松香水懸浮液 10重量份
陰離子表面活性劑 3重量份
木鈣 4重量份
磺酸鈉1重量份
輕質碳酸鈣30重量份
膨潤土 22重量份
粉煤灰 30重量份。
5、根據權利要求1-3中任一項的砂漿外加劑，其中陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉。
6、根據權利要求2的砂漿外加劑，其中泡沫穩定劑是尼納爾。
7、製備權利要求1-3中任一項的砂漿外加劑的方法，包括將所述原料中固體大顆粒粉碎，再與其它原料攪拌混合均勻，過篩即可。
全文摘要
本發明涉及一種砂漿外加劑,包括:皂化松香水懸浮液8－12重量份;陰離子表面活性劑2－4重量份;木鈣3－6重量份;磺酸鈉0.6－2重量份;輕質碳酸鈣28－32重量份;膨潤土20－24重量份;粉煤灰28－32重量份。其中皂化松香水懸浮液是在水的存在下用鹼皂化松香獲得的水懸浮液,松香在水懸浮液中的用量為25－40wt%,優選30－35wt%左右,適宜的鹼為碳酸鈉、三乙醇胺等,或它們的混合物,松香與鹼的質量比約為1∶0.5－1,優選1∶0.7－0.85。
文檔編號C04B40/00GK1389423SQ02125309
公開日2003年1月8日 申請日期2002年7月24日 優先權日2002年7月24日
發明者鄧輝 申請人:鄧輝