專利名稱：一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于干粉砂漿保水增稠劑領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑及 其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對砂漿的性能提出了各種新的要求，現(xiàn)在的砂漿 已不再是只要求強度合格即可，對保水性、粘結(jié)性、抗裂性、防水性、抗?jié)B性等功能的要求在 提高，砂漿外加劑的發(fā)明很好地解決了這些問題。保水增稠劑是指用于干粉砂漿中改善砂漿可操作性及保水能力、減少收縮開裂、 增強砂漿的非石灰型粉狀材料。國內(nèi)干粉砂漿保水增稠劑在品質(zhì)和質(zhì)量上差異較大。目前 國內(nèi)市場上干粉砂漿保水增稠劑品種，按其保水增稠劑組成的成分大致可以分為三類。典 型代表分別為1.有機類，主要是纖維素醚和淀粉醚。纖維素醚是用來自木材與棉花的纖維素， 通過燒堿反應(yīng)，再經(jīng)醚化劑醚化后得到的纖維素衍生物。纖維素醚充分分散于水中可形成 透明粘稠液體，少量加入水泥后，可改善水泥砂漿的流動和凝結(jié)特性?，F(xiàn)用于干粉砂漿的 纖維素醚包括甲基纖維素(MC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥乙基甲基纖維素(HEMC)、羥丙基纖 維素(HPMC)等纖維素衍生物等。纖維素醚在干粉砂漿中用量很小，通常僅為水泥質(zhì)量的 0. 5%o -2%。，但是保水效果非常優(yōu)異，羥乙基甲基纖維素醚加入量在大于4%。時。砂漿保水 率達99%以上，還具有粘聚力高、耐久性好(抗凍性高)等特點，目前在干粉砂漿中被廣泛 使用。但是，纖維素醚的成本價格高昂，通常在20000元/t，還隨著棉花與木材的價格上漲 而持續(xù)升高，使得干粉砂漿的總成本居高不下，影響干粉砂漿的推廣。淀粉醚是淀粉分子中 的羥基與反應(yīng)活性物質(zhì)反應(yīng)生成的淀粉取代基醚，包括羥烷基淀粉、羧甲基淀粉、陽離子淀 粉等，具有良好的保水性，可是與纖維素醚一樣，成本價格太高限制了其在干粉砂漿中的應(yīng) 用。2.無機類，主要是高吸附性硅酸鹽礦物，如膨潤土、沸石、海泡石、硅藻土等。此類 礦物往往與粉煤灰等混合使用，雖然原料成本價格低廉，但是保水性能上離有機類還有不 少差距，所以很少有把無機類單獨作為保水增稠劑使用。3.有機無機復(fù)合類，主要是無機礦物、粉煤灰和高分子有機助劑復(fù)合，是為了達到 高的保水率的同時盡可能降低成本的一種手段。上海建筑科學(xué)研究院開發(fā)了一種利用膨潤 土、硅藻土、粉煤灰與改性淀粉、木質(zhì)素磺酸鹽、高級多元醇、聚氧乙烯劑衍生物等復(fù)合的高 效保水增稠劑是典型的代表。由于采用低成本的無機物為主要成分，所以增稠保水劑的成 本可以保持在較低水平，少量的高分子助劑又可以加強保水效果，充分體現(xiàn)了復(fù)合型保水 增稠劑的優(yōu)勢。但是，高分子有機助劑的高價格還是導(dǎo)致此類保水增稠劑的價格偏高，影響 它的大范圍使用。如果要開發(fā)更加低廉的復(fù)合類保水增稠劑，必須要使用成本更低的有機 組分。目前，低成本的小分子有機糖類如葡萄糖等并沒有被作為有機助劑來生產(chǎn)復(fù)合型保 水增稠劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑及其制備方法， 該方法小分子有機糖成本低廉，保水增稠劑成本相比纖維素醚類保水劑，成本價格要低 60% ；使用在干粉砂漿中，提高砂漿的保水性能，大幅減少分層與泌水現(xiàn)象，增強施工和易 性，又不影響干粉砂漿的強度發(fā)展；制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑，其組分包括按重量百分比，95 99. 5%的高吸附性硅酸鹽礦物和0. 5 5%的小分子有機糖類。所述的高吸附性硅酸鹽礦物為膨潤土、高嶺土、偏高嶺土、硅藻土中的一種或幾 種。所述的小分子有機糖類為葡萄糖、麥芽糖或蔗糖。本發(fā)明的一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑的制備方法，包括將小分子有機糖類攪拌溶解在水中，再按重量百分比0. 5 5% 95 99. 5%加 入高吸附性硅酸鹽礦物，攪拌混合、靜置睏料、烘干、研磨成粉，制得有機糖-高吸附性硅酸 鹽礦物復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑；或者將小分子有機糖與高吸附性硅酸鹽礦物按重量百分比0.5 5% 95 99. 5%混合，采用研磨熱處理制得有機糖-高吸附性硅酸鹽礦物復(fù)合干粉砂漿保水增稠 劑。所述攪拌混合時間為2_6h，睏料時間為12-7濁，烘干溫度為110_150°C。所述研磨熱處理具體工藝為密閉環(huán)境下研磨6-4 之后，于40-100°C熱處理 4-48h。小分子有機糖本身同時具有保水和緩凝的作用，這是由它的結(jié)構(gòu)所決定的。小分 子有機糖都帶有一個或兩個具有六個羥基的六元環(huán)結(jié)構(gòu)。水溶液中的游離小分子有機糖 依靠它的多個羥基與水分子間的氫鍵作用能夠牢固吸附多個水分子，所以它具有良好的保 水性。可是，單分子游離小分子有機糖在水溶液中會形成雙電層結(jié)構(gòu)，這會吸附在水化水泥 石上，嚴(yán)重阻礙水泥水化反應(yīng)過程；小分子有機糖單元環(huán)還會與水泥中的鈣離子絡(luò)合，抑制 C3S的形成，延緩水泥水化，緩凝效果非常顯著。因此，為了利用小分子有機糖的保水性，抑 制小分子有機糖對水泥水化的緩凝作用，需要利用一種物質(zhì)作為載體，牢牢地吸附住小分 子有機糖，防止其在水體溶液中處于游離狀態(tài)。本發(fā)明中，高吸附性硅酸鹽礦物很好的解決 了這個問題。高吸附性硅酸鹽礦物主要具有層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，通常是由硅氧四面體晶片與鋁氧 八面體晶片構(gòu)成，二者之間又靠共用氧原子連接，形成高度有序的準(zhǔn)二維晶片，而這種四面 體和八面體的緊密堆積結(jié)構(gòu)使其具有高度有序的晶格排列。在高吸附性硅酸鹽礦物層狀薄 片的邊緣，由于硅氧和鋁氧鍵的斷裂，會形成雙電層，層間締合的羥基也會與溶液中的水分 子形成氫鍵。將高吸附性硅酸鹽礦物加入到小分子有機糖水溶液中，小分子有機糖的羥基會與 層間的締合羥基進行縮聚或取代，也會與斷裂的硅氧鍵和鋁氧鍵形成氫鍵。通過化學(xué)鍵和 靜電力，小分子有機糖就可以進入高吸附性硅酸鹽礦物的層間，降低水溶液中游離小分子 有機糖的濃度，這樣，既可以利用小分子有機糖的多羥基的保水性，又可以降低小分子有機糖雙電層和絡(luò)合作用帶來的水泥水化緩凝的效果。有益效果(1)本發(fā)明小分子有機糖成本低廉，保水增稠劑成本相比纖維素醚類保水劑，成本 價格要低60%，與其他復(fù)合型保水增稠劑相比，成本要低至少30% ；使用在干粉砂漿中，提 高砂漿的保水性能，大幅減少分層與泌水現(xiàn)象，增強施工和易性，又不影響干粉砂漿的強度 發(fā)展；(2)制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1為實施例干粉砂漿保水率的變化；圖2為實施例中干粉砂漿抗壓強度的變化；圖3為膨潤土原土、葡萄糖-膨潤土復(fù)合保水增稠劑和膨潤土與葡萄糖簡單混合 的產(chǎn)物紅外吸收光譜比較；圖4為相同葡萄糖比例下葡萄糖-膨潤土復(fù)合保水增稠劑和膨潤土與葡萄糖簡單 混合的產(chǎn)物的失重比較。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。實施例1將0. 4g葡萄糖溶于水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹尤?0g膨潤土，攪拌混合池后在室溫 下靜置睏料Mh。在110°C下充分干燥后研磨成粉末，即為新制保水增稠劑。將制得的保水 增稠劑與800g標(biāo)號42. 5的水泥、4000g河砂混合，加入IOOOg水，攪拌后測試砂漿保水率。 然后將新拌砂漿利用模具制成40mmX 40mmX 160mm砂漿試塊；放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中，在20°C， 相對濕度90%條件下養(yǎng)護，測試觀天的抗壓強度。實施例2將0. Sg葡萄糖溶于水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹尤?0g膨潤土，攪拌混合池后在室溫 下靜置睏料12h。在150°C下充分干燥后研磨成粉末，即為新制保水增稠劑。將制得的保水 增稠劑與800g標(biāo)號42. 5的水泥、4000g河砂混合，加入IOOOg水，攪拌后測試砂漿保水率。 然后將新拌砂漿利用模具制成40mmX 40mmX 160mm砂漿試塊；放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中，在20°C， 相對濕度90%條件下養(yǎng)護，測試觀天的抗壓強度。實施例3將1. 2g葡萄糖溶于水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹尤?0g膨潤土，攪拌混合池后在室溫 下靜置睏料72h。在130°C下充分干燥后研磨成粉末，即為新制保水增稠劑。將制得的保水 增稠劑與800g標(biāo)號42. 5的水泥、4000g河砂混合，加入IOOOg水，攪拌后測試砂漿保水率。 然后將新拌砂漿利用模具制成40mmX 40mmX 160mm砂漿試塊；放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中，在20°C， 相對濕度90%條件下養(yǎng)護，測試28天的抗壓強度。
實施例4將1. 6g葡萄糖溶于水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹尤?0g膨潤土，攪拌混合池后在室溫 下靜置睏料Mh。在110°C下充分干燥后研磨成粉末，即為新制保水增稠劑。將制得的保水 增稠劑與800g標(biāo)號42. 5的水泥、4000g河砂混合，加入IOOOg水，攪拌后測試砂漿保水率。 然后將新拌砂漿利用模具制成40mmX 40mmX 160mm砂漿試塊；放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中，在20°C， 相對濕度90%條件下養(yǎng)護，測試觀天的抗壓強度。實施例5將2. Og葡萄糖溶于水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹尤?0g膨潤土，攪拌混合池后在室溫 下靜置睏料Mh。在120°C下充分干燥后研磨成粉末，即為新制保水增稠劑。將制得的保水 增稠劑與800g標(biāo)號42. 5的水泥、4000g河砂混合，加入IOOOg水，攪拌后測試砂漿保水率。 然后將新拌砂漿利用模具制成40mmX 40mmX 160mm砂漿試塊；放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中，在20°C， 相對濕度90%條件下養(yǎng)護，測試觀天的抗壓強度。實施例6將2. 4g葡萄糖溶于水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹尤?0g膨潤土，攪拌混合池后在室溫 下靜置睏料Mh。在110°C下充分干燥后研磨成粉末，即為新制保水增稠劑。將制得的保水 增稠劑與800g標(biāo)號42. 5的水泥、4000g河砂混合，加入IOOOg水，攪拌后測試砂漿保水率。 然后將新拌砂漿利用模具制成40mmX 40mmX 160mm砂漿試塊；放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中，在20°C， 相對濕度90%條件下養(yǎng)護，測試28天的抗壓強度。 測試結(jié)果見表1所示

權(quán)利要求
1.一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑，其組分包括按重量百分比，95 99. 5%的高吸附 性硅酸鹽礦物和0. 5 5%的小分子有機糖類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑，其特征在于所述的高吸附 性硅酸鹽礦物為膨潤土、高嶺土、偏高嶺土、硅藻土中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑，其特征在于所述的小分子 有機糖類為葡萄糖、麥芽糖或蔗糖。
4.一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑的制備方法，包括將小分子有機糖類攪拌溶解在水中，再按重量百分比0.5 5% 95 99.5%加入高 吸附性硅酸鹽礦物，攪拌混合、靜置睏料、烘干、研磨成粉，制得有機糖-高吸附性硅酸鹽礦 物復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑；或者將小分子有機糖與高吸附性硅酸鹽礦物按重量百分比0. 5 5% 95 99. 5% 混合，采用研磨熱處理制得有機糖-高吸附性硅酸鹽礦物復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑的制備方法，其特征在于所 述攪拌混合時間為2-6h，睏料時間為12-72h，烘干溫度為110-150°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑的制備方法，其特征在于所 述研磨熱處理具體工藝為密閉環(huán)境下研磨6-4 之后，于40-100°C熱處理4-48h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合干粉砂漿保水增稠劑及其制備方法，增稠劑組分包括按重量百分比，95～99.5％的高吸附性硅酸鹽礦物和0.5～5％的小分子有機糖類。制備方法包括濕法和干法。本發(fā)明小分子有機糖成本低廉，保水增稠劑成本相比纖維素醚類保水劑，成本價格要低60％；使用在干粉砂漿中，提高砂漿的保水性能，大幅減少分層與泌水現(xiàn)象，增強施工和易性，又不影響干粉砂漿的強度發(fā)展；制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號C04B24/10GK102134158SQ201110096239
公開日2011年7月27日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者屠浩馳, 施衛(wèi)平, 李陸寶, 王小山, 王智宇, 阮華, 顧飛爾 申請人:寧波榮山新型材料有限公司