本发明属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种生物基混凝土减水剂的制备方法。
背景技术：
：减水剂是指在保持新拌混凝土应用性能接近相同的基础条件下，通过加入混凝土添加剂显著的降低拌合时所需的用水量的一种外加剂。减水剂有着其无可比拟的优势：它可以大幅度的改善混凝土的流动性能，利于施工，施工效率被大幅度的提高，可以减少拌合时所需的水量、降低水灰比，同时，当混凝土有着几乎相同的和易性和强度的条件下，减水剂的使用可以减少水泥用量，这样可以节约成本、同时对混凝土的强度也有一定的帮助作用，再者还可以减少由于干缩等不良因素引起混凝土缺陷的影响，更加可以配制高强度、高性能的混凝土。不可否认，减水剂的发展为混凝土工业的发展提供了更大的空间。但是随着世界范围内对环境保护的日益重视，人们对建筑材料的要求也越来越高，不再仅仅是追求使用性能的实现，而是更关心在功能实现的同时不危害环境和人身安全，因为大多数这些水泥减水剂从原料组成到合成成型均无法回避能耗高、污染大的现实，例如萘系减水剂、磺化密胺树脂类减水剂，脂肪族减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，在合成过程中大多采用刺激性气味的甲醛为原料进行缩聚反应，磺化过程一般也都采用强腐蚀性的发烟硫酸或浓硫酸进行，这会对生产人员和周围环境造成不利影响，并会产生大量废渣、排放大量废液，且目前的减水剂分散性较差，使用后颗粒易团聚，导致混凝土流动性变差。因此，亟待开发一种分散性能好的混凝土减水剂。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题：针对目前混凝土减水剂分散性较差，使用后颗粒易团聚，导致混凝土流动性变差的问题，本发明提供了一种生物基混凝土减水剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）选取蝉蛹保护层，将蝉蛹保护层加入氢氧化钠溶液中，加热后搅拌，过滤得滤渣，洗涤，将洗涤后的滤渣加入溴化锂溶液中，搅拌后过滤得滤液，将滤液减压浓缩，得蚕茧蛋白浓缩液；（2）将玉米淀粉加入去离子水中，混合后加入醋酸-醋酸钠缓冲液，加热后搅拌得玉米淀粉悬浊液；（3）向玉米淀粉悬浊液中加入糖化酶，搅拌反应灭酶，离心分离得沉淀物，洗涤后放入烘箱中干燥，得改性玉米淀粉；（4）将改性玉米淀粉和蚕茧蛋白浓缩液混合，混合后加入壳聚糖，搅拌得纺丝液，将纺丝液进行纺丝，纺丝得到的纤维干燥后粉碎，得纤维粉末；（5）按质量比1:5将纤维粉末加入到酒石酸溶液中，搅拌混合后加入阴离子表面活性剂，并置于紫外灯下紫外辐射后，于离心分离机中分离，收集沉淀物；（6）按质量比1:5将沉淀物加入去离子水中，搅拌混合后用氨水调节ph值为7.0～7.2，调节后过滤得滤饼，洗涤，干燥，得干燥物，即为生物基混凝土减水剂。步骤（1）中所述的加热温度为95～98℃，溴化锂溶液的质量分数为15%。步骤（2）中所述的玉米淀粉和去离子水的质量比为1:10。步骤（2）中所述的醋酸-醋酸钠缓冲液质量为去离子水质量0.6～0.8倍。步骤（3）中所述的糖化酶质量为玉米淀粉悬浊液质量0.1～0.3%。步骤（4）中所述的改性玉米淀粉和蚕茧蛋白浓缩液的质量比为1:5，壳聚糖质量为改性玉米淀粉质量2～4%。步骤（5）中所述酒石酸溶液的质量分数为20%。步骤（5）中所述的阴离子表面活性剂为十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐中的一种。步骤（5）中所述的紫外灯的功率为1～3kw，紫外辐射时间为40～60min。本发明的有益效果是：（1）本发明从蚕茧脱胶后得蚕茧蛋白液，向玉米淀粉悬浊液中加入糖化酶的目的是将玉米淀粉部分水解，使在淀粉表面形成微孔结构，将改性的玉米淀粉、蚕茧蛋白液和壳聚糖混合得纺丝液，由于部分糖化后淀粉上有很多可反应的羟基，可以与壳聚糖和蚕茧蛋白分子链间进行相互缠绕，纺丝得到纤维添加在混凝土中，吸附在混凝土颗粒表面，这种吸附形式使混凝土颗粒表面具有较大的空间位阻，有效防止了混凝土颗粒的团聚，提高了水泥颗粒的分散效果；（2）本发明将纤维粉末加入酒石酸溶液中，并加入阴离子表面活性剂，利用紫外灯辐射后离心分离得沉淀物，洗涤干燥后得混凝土减水剂，将纤维粉末紫外灯辐射下进行交联反应，这里的酒石酸作链转移剂，从而降低纤维粉末的分子量，降低其水溶液的粘度，从而将纤维粉末加入到混凝土中后具有优异的减水效果，使混凝土具有较好的流动性和分散性。具体实施方式选取蚕茧，取出蚕茧中的蝉蛹后得蝉蛹保护层，按质量比1:15，将蝉蛹保护层加入质量分数2%氢氧化钠溶液中，加热至95～98℃后保温搅拌40～50min，过滤得滤渣，用去离子水洗涤2～4次，按质量比1:8将洗涤后的滤渣加入到质量分数15%溴化锂溶液中，加热至60～70℃，保温搅拌2～3h后过滤得滤液，将滤液在0.05～0.07mpa和40～50℃条件下减压浓缩至原体积15～20%，收集得蚕茧蛋白浓缩液；按质量比1:10，将玉米淀粉加入去离子水中，以1500～2000r/min转速搅拌混合20～30min，混合后加入去离子水质量0.6～0.8倍ph为4.6醋酸-醋酸钠缓冲液，随后加热至50～70℃，以300～500r/min转速搅拌20～30min，搅拌后得玉米淀粉悬浊液；向玉米淀粉悬浊液中加入玉米淀粉悬浊液质量0.1～0.3%糖化酶，搅拌反应30～50min后加热至120℃，灭酶处理5～7min后冷却至室温，并离心分离得沉淀物，并用去离子水洗涤2～3次后放入烘箱中，在50～60℃温度下干燥6～8h，干燥后得改性玉米淀粉；按质量比1:5将改性玉米淀粉和蚕茧蛋白浓缩液混合，于400～500r/min转速下搅拌混合20～30min，混合后加入改性玉米淀粉质量2～4%壳聚糖，继续搅拌混合20～30min后得纺丝液；将纺丝液在30～35℃条件下进行湿法纺丝，纺丝得到的纤维在50～60℃温度下干燥5～7h，干燥后粉碎，过60～80目筛，得纤维粉末，按质量比1:5将纤维粉末加入到质量分数20%酒石酸溶液中，搅拌混合5～10min后加入纤维粉末质量0.5～0.7%阴离子表面活性剂，以80～100r/min转速搅拌混合10～15min；待搅拌后静置15～25min，静置后的混合液置于1～3kw的紫外灯下，并设置紫外灯离液面高度为25～35cm，开启紫外灯，紫外辐射40～60min后加入离心分离机中，在2000～2500r/min转速下离心分离，收集沉淀物；按质量比1:5将沉淀物加入去离子水中，搅拌混合后用质量分数5%氨水调节ph值为7.0～7.2，调节后静置3～5h，随后过滤得滤饼，用去离子水洗涤滤饼2～4次后放入烘箱中，在60～70℃温度下干燥6～8h，收集干燥物，即为生物基混凝土减水剂。所述的阴离子表面活性剂为十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐中的一种。实例1选取蚕茧，取出蚕茧中的蝉蛹后得蝉蛹保护层，按质量比1:15，将蝉蛹保护层加入质量分数2%氢氧化钠溶液中，加热至95℃后保温搅拌40min，过滤得滤渣，用去离子水洗涤2次，按质量比1:8将洗涤后的滤渣加入到质量分数15%溴化锂溶液中，加热至60℃，保温搅拌2h后过滤得滤液，将滤液在0.05mpa和40℃条件下减压浓缩至原体积15%，收集得蚕茧蛋白浓缩液；按质量比1:10，将玉米淀粉加入去离子水中，以1500r/min转速搅拌混合20min，混合后加入去离子水质量0.6倍ph为4.6醋酸-醋酸钠缓冲液，随后加热至50℃，以300r/min转速搅拌20min，搅拌后得玉米淀粉悬浊液；向玉米淀粉悬浊液中加入玉米淀粉悬浊液质量0.1%糖化酶，搅拌反应30min后加热至120℃，灭酶处理5min后冷却至室温，并离心分离得沉淀物，并用去离子水洗涤2次后放入烘箱中，在50℃温度下干燥6h，干燥后得改性玉米淀粉；按质量比1:5将改性玉米淀粉和蚕茧蛋白浓缩液混合，于400r/min转速下搅拌混合20min，混合后加入改性玉米淀粉质量2%壳聚糖，继续搅拌混合20min后得纺丝液；将纺丝液在30℃条件下进行湿法纺丝，纺丝得到的纤维在50℃温度下干燥5h，干燥后粉碎，过60目筛，得纤维粉末，按质量比1:5将纤维粉末加入到质量分数20%酒石酸溶液中，搅拌混合5min后加入纤维粉末质量0.5%十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠，以80r/min转速搅拌混合10min；待搅拌后静置15min，静置后的混合液置于1kw的紫外灯下，并设置紫外灯离液面高度为25cm，开启紫外灯，紫外辐射40min后加入离心分离机中，在2000r/min转速下离心分离，收集沉淀物；按质量比1:5将沉淀物加入去离子水中，搅拌混合后用质量分数5%氨水调节ph值为7.0，调节后静置3h，随后过滤得滤饼，用去离子水洗涤滤饼2次后放入烘箱中，在60℃温度下干燥6h，收集干燥物，即为生物基混凝土减水剂。按重量份数计，分别选取100份水泥、80份黄沙、70份水，并依次加入水泥搅拌机中，在50r/min转速下搅拌5min，随后加入水泥质量2%本发明制得的混凝土减水剂，继续搅拌混合30min，即可得混凝土。实例2选取蚕茧，取出蚕茧中的蝉蛹后得蝉蛹保护层，按质量比1:15，将蝉蛹保护层加入质量分数2%氢氧化钠溶液中，加热至97℃后保温搅拌45min，过滤得滤渣，用去离子水洗涤3次，按质量比1:8将洗涤后的滤渣加入到质量分数15%溴化锂溶液中，加热至65℃，保温搅拌3h后过滤得滤液，将滤液在0.06mpa和45℃条件下减压浓缩至原体积18%，收集得蚕茧蛋白浓缩液；按质量比1:10，将玉米淀粉加入去离子水中，以1700r/min转速搅拌混合25min，混合后加入去离子水质量0.7倍ph为4.6醋酸-醋酸钠缓冲液，随后加热至60℃，以400r/min转速搅拌25min，搅拌后得玉米淀粉悬浊液；向玉米淀粉悬浊液中加入玉米淀粉悬浊液质量0.2%糖化酶，搅拌反应40min后加热至120℃，灭酶处理6min后冷却至室温，并离心分离得沉淀物，并用去离子水洗涤3次后放入烘箱中，在55℃温度下干燥7h，干燥后得改性玉米淀粉；按质量比1:5将改性玉米淀粉和蚕茧蛋白浓缩液混合，于450r/min转速下搅拌混合25min，混合后加入改性玉米淀粉质量3%壳聚糖，继续搅拌混合25min后得纺丝液；将纺丝液在33℃条件下进行湿法纺丝，纺丝得到的纤维在55℃温度下干燥6h，干燥后粉碎，过70目筛，得纤维粉末，按质量比1:5将纤维粉末加入到质量分数20%酒石酸溶液中，搅拌混合8min后加入纤维粉末质量0.6%脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐，以90r/min转速搅拌混合13min；待搅拌后静置20min，静置后的混合液置于2kw的紫外灯下，并设置紫外灯离液面高度为30cm，开启紫外灯，紫外辐射50min后加入离心分离机中，在2300r/min转速下离心分离，收集沉淀物；按质量比1:5将沉淀物加入去离子水中，搅拌混合后用质量分数5%氨水调节ph值为7.1，调节后静置4h，随后过滤得滤饼，用去离子水洗涤滤饼3次后放入烘箱中，在65℃温度下干燥7h，收集干燥物，即为生物基混凝土减水剂。按重量份数计，分别选取110份水泥、85份黄沙、80份水，并依次加入水泥搅拌机中，在60r/min转速下搅拌7min，随后加入水泥质量3%本发明制得的混凝土减水剂，继续搅拌混合35min，即可得混凝土。实例3选取蚕茧，取出蚕茧中的蝉蛹后得蝉蛹保护层，按质量比1:15，将蝉蛹保护层加入质量分数2%氢氧化钠溶液中，加热至98℃后保温搅拌50min，过滤得滤渣，用去离子水洗涤4次，按质量比1:8将洗涤后的滤渣加入到质量分数15%溴化锂溶液中，加热至70℃，保温搅拌3h后过滤得滤液，将滤液在0.07mpa和50℃条件下减压浓缩至原体积20%，收集得蚕茧蛋白浓缩液；按质量比1:10，将玉米淀粉加入去离子水中，以2000r/min转速搅拌混合30min，混合后加入去离子水质量0.8倍ph为4.6醋酸-醋酸钠缓冲液，随后加热至70℃，以500r/min转速搅拌30min，搅拌后得玉米淀粉悬浊液；向玉米淀粉悬浊液中加入玉米淀粉悬浊液质量0.3%糖化酶，搅拌反应50min后加热至120℃，灭酶处理7min后冷却至室温，并离心分离得沉淀物，并用去离子水洗涤3次后放入烘箱中，在60℃温度下干燥8h，干燥后得改性玉米淀粉；按质量比1:5将改性玉米淀粉和蚕茧蛋白浓缩液混合，于500r/min转速下搅拌混合30min，混合后加入改性玉米淀粉质量4%壳聚糖，继续搅拌混合30min后得纺丝液；将纺丝液在35℃条件下进行湿法纺丝，纺丝得到的纤维在60℃温度下干燥7h，干燥后粉碎，过80目筛，得纤维粉末，按质量比1:5将纤维粉末加入到质量分数20%酒石酸溶液中，搅拌混合10min后加入纤维粉末质量0.7%十二烷基苯磺酸钠，以100r/min转速搅拌混合15min；待搅拌后静置25min，静置后的混合液置于3kw的紫外灯下，并设置紫外灯离液面高度为35cm，开启紫外灯，紫外辐射60min后加入离心分离机中，在2500r/min转速下离心分离，收集沉淀物；按质量比1:5将沉淀物加入去离子水中，搅拌混合后用质量分数5%氨水调节ph值为7.2，调节后静置5h，随后过滤得滤饼，用去离子水洗涤滤饼4次后放入烘箱中，在70℃温度下干燥8h，收集干燥物，即为生物基混凝土减水剂。按重量份数计，分别选取120份水泥、90份黄沙、90份水，并依次加入水泥搅拌机中，在70r/min转速下搅拌10min，随后加入水泥质量5%本发明制得的混凝土减水剂，继续搅拌混合40min，即可得混凝土。对照例：以甲基萘和三氧化硫为原料，经磺化、缩合、中和等反应，最后经干燥得混凝土减水剂，与水泥、黄沙、水搅拌混合制得混凝土。将上述实施例所得混凝土减水剂制得的混凝土与对照例制得的混凝土进行检测，结果如表一所示。表一：例子项目初始流动度1h流动度对照例260250实例1265263实例2280279实例3270270由上表可知，本发明混凝土减水剂分散性佳，使用后混凝土流动性好，流动度大于264mm，1h流动度几乎不损失。当前第1页12