專利名稱：一種砂漿外加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種砂漿外加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
建筑砂漿在建筑工程中應(yīng)用極為廣泛，通常為了保持砂漿的和易性，在攪拌砂漿時(shí)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(jié)約石灰資源，也有些工程加入粉煤灰，微沫劑等塑化劑，實(shí)踐證明，摻入一定量粉煤灰具有簡便易行、質(zhì)量可靠、后期強(qiáng)度高、經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)；而微沫劑對于改善和易性，效果顯著，但現(xiàn)場操作不方便，計(jì)量不易準(zhǔn)確導(dǎo)致砂漿后期強(qiáng)度嚴(yán)重降低。為此，GBJ203-83規(guī)定，混合砂漿中使用微沫劑時(shí)，石灰用量最多減少50％。
砂漿應(yīng)具備二點(diǎn)性能1、砂漿硬化前應(yīng)具有較好的和易性和保水性。2、硬化后具有一定的強(qiáng)度和耐久性。砂漿的和易性好就是流動(dòng)性好，容易鋪砌均勻，而使塊材均勻受壓，砌體強(qiáng)度較高；砂漿的保水性好是指砂漿不吸水，均勻性好。因此，對于提供具有以上性能的砂漿地外加劑存在著需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(yōu)異的性能。
本發(fā)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(zhì)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堿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(yōu)選30-35wt％左右。適宜的堿為碳酸鈉、三乙醇胺等，或它們的混合物，松香與堿的質(zhì)量比約為1∶0.5-1，優(yōu)選1∶0.7-0.85。皂化松香水懸浮液的一種優(yōu)選制備方法包括將松香粉碎，加適量水，加熱至熔化，加入堿，加熱攪拌至勻化，再補(bǔ)充水至松香在水懸浮液中的濃度為25-40wt％，然后加熱攪拌混勻得混合物，再加入基于混合物重量的1-3％陰離子表面活性劑(如脂肪醇硫酸鈉，如AES)，1-2％泡沫穩(wěn)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(lǐng)域中常用的那些，優(yōu)選是十二烷基硫酸鈉。
本發(fā)明的外加劑優(yōu)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(zhì)碳酸鈣30重量份
膨潤土22重量份
粉煤灰 30重量份。
本發(fā)明的外加劑的制備方法是，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(fā)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(fā)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(shí)性。其作用機(jī)理敘述如下
外加劑是一種具有憎水作用的表面活性物質(zhì)，將它加入砂漿后，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(qiáng)度。由于水泥有絮凝與飄浮現(xiàn)象，由于外加劑具有陰離子表面活性劑，通過強(qiáng)力攪拌產(chǎn)生負(fù)電荷，根據(jù)異性相吸，同性相斥原理，把絮凝的水泥結(jié)塊，充分分解，同時(shí)把包裹在其中的游離水析放出來。所以，達(dá)到解水充分發(fā)揮了水泥的最大效應(yīng)，故能增加砂漿的抗壓強(qiáng)度。
這些乳化氣泡分布在砂粒間，對氣泡上層的砂粒起著浮托和支撐作用，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(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，改善了砂漿的流動(dòng)性，使砂漿柔軟可塑。
加入外加劑，產(chǎn)生大量的乳化空氣泡，氣泡封閉且具有一定強(qiáng)度，在某種程度上如同細(xì)骨料，可以克服拌和物中固有的粗糙性，使離析現(xiàn)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(jié)力增強(qiáng)，使它們混合均勻。大量的氣泡對砂漿中的毛細(xì)孔起了堵塞作用，也使水從砂漿中的離析速度降低。實(shí)施例
以下結(jié)合實(shí)施例來說明本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，所提供的實(shí)施例僅用于說明的目的，而不限制本發(fā)明的范圍。
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(shí)，出現(xiàn)細(xì)絲后，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(jī)中粉碎，攪拌機(jī)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(zhì)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(yàn)
1、對水泥安定性和凝結(jié)時(shí)間的影響
試驗(yàn)按照現(xiàn)行的水泥GB試驗(yàn)方法進(jìn)行一組為不摻外加劑的，其余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，采用哈爾濱水泥廠435#R水泥，其結(jié)果如表1。
表1
從表1可見，外加劑使水泥凝結(jié)時(shí)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(qiáng)作用，這對砂漿的和易性和早強(qiáng)都是有利的。
2、新拌砂漿的流動(dòng)性
砂漿流動(dòng)性用稠度來表示，稠度越大表示砂漿的流動(dòng)性越好，試驗(yàn)按照J(rèn)GJ-90規(guī)定的方法進(jìn)行，我們采用50#砌筑砂漿作比試驗(yàn)相同條件下分別拌制混合砂漿和塑化劑砂漿，在不同時(shí)間內(nèi)測定其稠度。測定結(jié)果見表2。
表2
從表2可見，1)采用外加劑拌制的砂漿，在不減水拌和用水量時(shí)，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(shí)，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后，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(dòng)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，采用了兩種砂漿在相同條件下攪拌，在不同放置時(shí)間分別測定分層度的方法進(jìn)行對比，測定方法按照J(rèn)GJ-90規(guī)定的方法進(jìn)行，其結(jié)果見表3
表3
從表3測定結(jié)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(shí)間的延長，分層度也增大；而塑化劑砂漿分層度小，隨時(shí)間的延長，分層度值變化不大，說明在一定時(shí)間內(nèi)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(yàn)結(jié)果見表4
表4
可見，外加劑的加入盡管代替了全部白灰，但并不影響砂漿的體積，這主要是由于外加劑的摻入所生產(chǎn)的大量穩(wěn)定而細(xì)小的氣泡填充了砂漿的間隙造成的。
5、摻外加劑對硬化砌筑砂漿的影響，是以混合砂漿為對象作砂漿試塊的對比試驗(yàn)，試驗(yàn)是按照J(rèn)GJ-90試驗(yàn)方法進(jìn)行的，在試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果見表5
表5
從表5可見，當(dāng)筑砂漿水泥用量不變，稠度基本相同情況下，摻外加劑各齡期抗壓強(qiáng)度比混合砂漿強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度的前提下，外加劑在不同砂 漿強(qiáng)度等級中的摻量有一定范圍的，M2.5砂漿應(yīng)以水泥用量的0.2-0.4％為宜；M5.0砂漿應(yīng)以水泥用量的0.2-0.3％為宜；M7.5砂漿應(yīng)以水泥用量的0.12-0.2％為宜，不宜大于水泥用量的0.2％；M10的砂漿應(yīng)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(qiáng)度比同強(qiáng)度等級的混合砂漿強(qiáng)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(yàn)和收縮試驗(yàn)，按JGJ-90規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行，其試驗(yàn)結(jié)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(qiáng)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(jīng)濟(jì)效益比較
1、按每m3砂漿計(jì)算
表8
2、用砂漿取代白灰，每立方米可節(jié)約材料費(fèi)
M2.5 38.28元
M5.0 28.52元
M7.5 16.32元
3、按控制不同強(qiáng)度等級砂漿，用1噸外加劑可節(jié)約材料費(fèi)
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(jì)算可節(jié)省工程材料肥
(1)需砌筑砂漿1800m3
節(jié)約工程費(fèi)1800×28.52元＝51336元
(2)需抹灰砂漿1600m3
節(jié)約工程費(fèi)1600×38.28＝61248元
(3)白灰運(yùn)費(fèi)以每噸運(yùn)費(fèi)為60元計(jì)算
220kg/m3×1600+180kg/m3×1800＝676噸
676×60＝4056萬元
(4)節(jié)約建消解池工程費(fèi)，白灰浪費(fèi)費(fèi)用等8000元。
(5)抹灰時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)約人工費(fèi)以該建筑為7層含一層地下室為例，則該工程實(shí)際抹灰面積為5600m左右，按每平方米節(jié)約0.5元計(jì)算，56000×0.5＝2.8萬元。
(6)合計(jì)18.92萬元。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益
建設(shè)年產(chǎn)200噸的本發(fā)明外加劑生產(chǎn)廠可減少開發(fā)一個(gè)年產(chǎn)12萬噸的石灰廠24萬噸的石灰礦山，同時(shí)還節(jié)省相應(yīng)的煤4.8萬噸(按每噸煤200元計(jì)算，即節(jié)省960萬元)，給國家節(jié)約了大量的財(cái)富和資源，又可保護(hù)環(huán)境，同時(shí)從該產(chǎn)品原材料方面利用了85％的工業(yè)廢渣，即達(dá)到和超過產(chǎn)品性能要求，又符合國家綜合利用工業(yè)廢渣的政策，于國于民有利。
權(quán)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(zhì)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堿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(yōu)選30-35wt％左右，適宜的堿為碳酸鈉、三乙醇胺，或它們的混合物，松香與堿的質(zhì)量比約為1∶0.5-1，優(yōu)選1∶0.7-0.85。
2、權(quán)利要求1的砂漿外加劑，其中皂化松香水懸浮液的制備包括將松香粉碎，加適量水，加熱至熔化，加入堿，加熱攪拌至勻化，再補(bǔ)充水至松香在水懸浮液中的濃度為25-40wt％，然后加熱攪拌混勻得混合物，再加入基于混合物重量的1-3％陰離子表面活性劑，1-2％泡沫穩(wěn)定劑和苯磺酸1-2％，混合均勻。
3、根據(jù)權(quán)利要求2的砂漿外加劑，其中堿包括碳酸鈉、三乙醇胺或它們的混合物。
4、根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)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(zhì)碳酸鈣30重量份
膨潤土 22重量份
粉煤灰 30重量份。
5、根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)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(jù)權(quán)利要求2的砂漿外加劑，其中泡沫穩(wěn)定劑是尼納爾。
7、制備權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)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(fā)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(zhì)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堿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(yōu)選30－35wt%左右,適宜的堿為碳酸鈉、三乙醇胺等,或它們的混合物,松香與堿的質(zhì)量比約為1∶0.5－1,優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者鄧輝 申請人:鄧輝