本发明涉及一种耐温纤维基水泥触变剂的制备方法，属于触变剂制备技术领域。
背景技术：
触变剂是近几年来研究开发的一种新型的水泥混凝土外加剂，添加此外加剂的目的在于增加水泥胶凝材料的粘聚性和粘结力，减少材料组分的分离率，提高匀质性和硬化产品的性能。触变性水泥浆体系主要由水泥和触变剂组成，制备触变水泥的关键是触变剂的选择及合理使用。触变剂的作用机理为：触变剂在水泥浆体或混凝土中能够形成网络结构，当体系受到剪切力时，所形成的网络结构被破坏，体系恢复流动性，黏度降低；当剪切力停止时，体系重新形成网络结构，黏度增加。
通常在预应力灌浆，自流平混凝土，自密实混凝土，水下不离散混凝土等大流动度体系中加入触变剂，一方面是利用其提高混凝土的流变性，降低混凝土搅拌阶段的粘度；另一方面利用其提高系统的屈服应力，从而提高减水剂在水泥基体系中的极限掺量，解决因减水剂过量造成的离析泌水问题。
常用的触变剂有，纤维素水溶性高分子，聚丙烯酰胺类，生物胶，葡萄糖或蔗糖等高聚物，其中以纤维素醚、甲基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶、温轮胶等的应用最多，但目前已有的这些触变剂存在掺量高，触变性能一般，触变性不够强，从而不能有效的发挥其作用；对温度敏感；常温下触变性较好，但随着温度的升高，触变性明显下降；综合性能欠佳。
因此，发明一种触变性好，对温度不敏感，在高温下依然具有良好触变性的水泥触变剂具有积极的意义。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的触变剂存在掺量高，触变性能一般，触变性不够强，从而不能有效的发挥其作用，对温度敏感，常温下触变性较好，但随着温度的升高，触变性明显下降，综合性能欠佳的缺陷，提供了一种耐温纤维基水泥触变剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐温纤维基水泥触变剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取新鲜竹篾放入组织粉碎机中粉碎成长度为5～10mm的竹篾碎片，将竹篾碎片放入烘箱中，干燥，得到干燥竹篾碎片，将干燥竹篾碎片和质量分数为35%的尿素溶液混合置于烧杯中，浸泡；
（2）待上述浸泡结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣用液氮冷却处理20～30min，冷冻结束后立即取出，将其平铺于石磨磨盘上，研磨5～10min，收集研磨所得物料，用无水乙醇冲洗30～40min，再将冲洗后的物料放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到多羟基纤维；
（3）将多羟基纤维和硅酸钠溶液混合，用搅拌机搅拌混合，得到混合悬浮液，再用质量分数为30%的盐酸调节混合悬浮液ph至5.5～6.0，提高搅拌转速至300～400r/min，继续搅拌反应30～40min，得到反应物；
（4）将上述反应物移入油浴锅中，加热升温至80～90℃，保温搅拌反应1～2h，反应结束后过滤分离得到滤饼，待其自然晾干后即得载硅纤维束，备用；
（5）取生鸡蛋敲碎蛋壳，取出内部鸡蛋清和蛋黄，用搅拌器搅拌均匀得到新鲜鸡蛋液，将新鲜鸡蛋液和磷脂混合均匀后得到混合物，将混合物放入陶瓷罐中，再将陶瓷罐敞口放入温室中，静置发臭5～7天，得到发臭产物；
（6向陶瓷罐中加入去离子水，搅拌均匀后，密封发酵，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液，将发酵滤液和备用的载硅纤维束以及乙二醇丁醚混合后静置反应，反应结束后出料，将所得物料真空浓缩至原体积的50～60%，所得浓缩物即为耐温纤维基水泥触变剂。
步骤（1）中所述的干燥温度为105～110℃，干燥时间为1～2h，干燥竹篾碎片和质量分数为35%的尿素溶液的质量比为1:10，浸泡温度为50～60℃，浸泡时间为10～12h。
步骤（3）中所述的多羟基纤维和硅酸钠溶液的质量比为1:10，搅拌混合的转速为200～300r/min，搅拌混合的时间为10～15min。
步骤（5）中所述的新鲜鸡蛋液和磷脂的质量比为5:1，温室的温度为35～45℃，空气相对湿度为60～70℃。
步骤（6）中所述的去离子水的加入量为发臭产物质量的50%，密封发酵的温度为25～28℃，密封发酵的时间为7～9天，发酵滤液和载硅纤维束以及乙二醇丁醚的质量比为5:2:3，静置反应的温度为35～40℃，静置反应的时间为1～2天。
本发明的有益效果是：
本发明首先以竹篾为原料，用尿素溶液浸泡，削弱纤维间结合力，促进微纤维丝层滑动，再利用液氮处理，使竹纤维细胞中形成冰晶，再将其转入石磨研磨，使细胞壁中的冰晶受到压力作用而破裂，使竹纤维分离成纳米级的纤维束，再利用纳米纤维束的多羟基特性，负载纳米二氧化硅，得到载硅纤维束，并将载硅纤维束和臭鸡蛋、磷脂发酵液共混反应，最终制得耐温纤维基水泥触变剂，本发明制得的水泥触变剂，利用了竹纤维表面丰富的羟基基团作为活性沉积位点，将其和硅酸钠溶液混合，并滴加盐酸反应，盐酸和硅酸钠反应产生原硅酸沉淀沉积在多羟基纤维表面，之后再在高温条件下使得原硅酸沉淀受热水解生成纳米二氧化硅原位沉积在纤维束上，接着再将鸡蛋和磷脂混合放在高温高湿的条件下，利用微生物分解，使得鸡蛋腐败变臭，产生大量富含氮磷硫元素以及大量游离性活性基团的发酵液，将发酵液和载硅纤维束共混反应，利用微生物将游离性活性基团引入到载硅纤维束表面，同时氮磷硫元素会在载硅纤维束表面产生一层极化膜，极化膜的产生可以缓和外界温度对触变剂的影响，提高了触变剂的耐温性能，而载硅木质纤维细而长，两端呈纺锤状，具有挠曲性和柔韧性，彼此交织后有一定的结合力特征，从而形成一定的三维网状结构，在低剪切力时可以将液体锁在其中，高剪切力时释放出去，从而具有触变功能，而且纤维束表面负载的纳米二氧化硅含有丰富的si-oh键，硅羟键能够通过氢键作用使分散于体系中的水泥和二氧化硅连接成网络充满整个体系，氢键作用非常弱，当体系受到剪切作用，氢键被破坏，导致体系黏度在剪切作用下变小，从而具有触变性，同样引入的游离性活性基团也会和水泥之间形成氢键结合，进一步提高触变剂的触变性能，应用前景广阔。
具体实施方式
称取新鲜竹篾放入组织粉碎机中粉碎成长度为5～10mm的竹篾碎片，将竹篾碎片放入烘箱中，在105～110℃下干燥1～2h，得到干燥竹篾碎片，将干燥竹篾碎片和质量分数为35%的尿素溶液按质量比为1:10混合置于烧杯中，在50～60℃下浸泡10～12h；待浸泡结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣用液氮冷却处理20～30min，冷冻结束后立即取出，将其平铺于石磨磨盘上，研磨5～10min，收集研磨所得物料，用无水乙醇冲洗30～40min，再将冲洗后的物料放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到多羟基纤维；将多羟基纤维和硅酸钠溶液按质量比为1:10混合，用搅拌机以200～300r/min的转速搅拌混合10～15min，得到混合悬浮液，再用质量分数为30%的盐酸调节混合悬浮液ph至5.5～6.0，提高搅拌转速至300～400r/min，继续搅拌反应30～40min，得到反应物；将反应物移入油浴锅中，加热升温至80～90℃，保温搅拌反应1～2h，反应结束后过滤分离得到滤饼，待其自然晾干后即得载硅纤维束，备用；取生鸡蛋敲碎蛋壳，取出内部鸡蛋清和蛋黄，用搅拌器搅拌均匀得到新鲜鸡蛋液，按质量比为5:1将新鲜鸡蛋液和磷脂混合均匀后得到混合物，将混合物放入陶瓷罐中，再将陶瓷罐敞口放入温度为35～45℃，空气相对湿度为60～70℃的温室中，静置发臭5～7天，得到发臭产物；向陶瓷罐中加入发臭产物质量50%的去离子水，搅拌均匀后，密封罐口，在25～28℃下密封发酵7～9天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液，将发酵滤液和备用的载硅纤维束以及乙二醇丁醚按质量比为5:2:3混合后继续在35～40℃下静置反应1～2天，反应结束后出料，将所得物料真空浓缩至原体积的50～60%，所得浓缩物即为耐温纤维基水泥触变剂。
实例1
称取新鲜竹篾放入组织粉碎机中粉碎成长度为5mm的竹篾碎片，将竹篾碎片放入烘箱中，在105℃下干燥1h，得到干燥竹篾碎片，将干燥竹篾碎片和质量分数为35%的尿素溶液按质量比为1:10混合置于烧杯中，在50℃下浸泡10h；待浸泡结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣用液氮冷却处理20min，冷冻结束后立即取出，将其平铺于石磨磨盘上，研磨5min，收集研磨所得物料，用无水乙醇冲洗30min，再将冲洗后的物料放入烘箱，在105℃下干燥1h，得到多羟基纤维；将多羟基纤维和硅酸钠溶液按质量比为1:10混合，用搅拌机以200r/min的转速搅拌混合10min，得到混合悬浮液，再用质量分数为30%的盐酸调节混合悬浮液ph至5.5，提高搅拌转速至300r/min，继续搅拌反应30min，得到反应物；将反应物移入油浴锅中，加热升温至80℃，保温搅拌反应1h，反应结束后过滤分离得到滤饼，待其自然晾干后即得载硅纤维束，备用；取生鸡蛋敲碎蛋壳，取出内部鸡蛋清和蛋黄，用搅拌器搅拌均匀得到新鲜鸡蛋液，按质量比为5:1将新鲜鸡蛋液和磷脂混合均匀后得到混合物，将混合物放入陶瓷罐中，再将陶瓷罐敞口放入温度为35℃，空气相对湿度为60℃的温室中，静置发臭5天，得到发臭产物；向陶瓷罐中加入发臭产物质量50%的去离子水，搅拌均匀后，密封罐口，在25℃下密封发酵7天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液，将发酵滤液和备用的载硅纤维束以及乙二醇丁醚按质量比为5:2:3混合后继续在35℃下静置反应1天，反应结束后出料，将所得物料真空浓缩至原体积的50%，所得浓缩物即为耐温纤维基水泥触变剂。
实例2
称取新鲜竹篾放入组织粉碎机中粉碎成长度为8mm的竹篾碎片，将竹篾碎片放入烘箱中，在108℃下干燥1h，得到干燥竹篾碎片，将干燥竹篾碎片和质量分数为35%的尿素溶液按质量比为1:10混合置于烧杯中，在55℃下浸泡11h；待浸泡结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣用液氮冷却处理25min，冷冻结束后立即取出，将其平铺于石磨磨盘上，研磨8min，收集研磨所得物料，用无水乙醇冲洗35min，再将冲洗后的物料放入烘箱，在108℃下干燥2h，得到多羟基纤维；将多羟基纤维和硅酸钠溶液按质量比为1:10混合，用搅拌机以250r/min的转速搅拌混合13min，得到混合悬浮液，再用质量分数为30%的盐酸调节混合悬浮液ph至5.8，提高搅拌转速至350r/min，继续搅拌反应35min，得到反应物；将反应物移入油浴锅中，加热升温至85℃，保温搅拌反应2h，反应结束后过滤分离得到滤饼，待其自然晾干后即得载硅纤维束，备用；取生鸡蛋敲碎蛋壳，取出内部鸡蛋清和蛋黄，用搅拌器搅拌均匀得到新鲜鸡蛋液，按质量比为5:1将新鲜鸡蛋液和磷脂混合均匀后得到混合物，将混合物放入陶瓷罐中，再将陶瓷罐敞口放入温度为40℃，空气相对湿度为65℃的温室中，静置发臭6天，得到发臭产物；向陶瓷罐中加入发臭产物质量50%的去离子水，搅拌均匀后，密封罐口，在26℃下密封发酵8天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液，将发酵滤液和备用的载硅纤维束以及乙二醇丁醚按质量比为5:2:3混合后继续在38℃下静置反应1天，反应结束后出料，将所得物料真空浓缩至原体积的55%，所得浓缩物即为耐温纤维基水泥触变剂。
实例3
称取新鲜竹篾放入组织粉碎机中粉碎成长度为10mm的竹篾碎片，将竹篾碎片放入烘箱中，在110℃下干燥2h，得到干燥竹篾碎片，将干燥竹篾碎片和质量分数为35%的尿素溶液按质量比为1:10混合置于烧杯中，在60℃下浸泡12h；待浸泡结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣用液氮冷却处理30min，冷冻结束后立即取出，将其平铺于石磨磨盘上，研磨10min，收集研磨所得物料，用无水乙醇冲洗40min，再将冲洗后的物料放入烘箱，在110℃下干燥2h，得到多羟基纤维；将多羟基纤维和硅酸钠溶液按质量比为1:10混合，用搅拌机以300r/min的转速搅拌混合15min，得到混合悬浮液，再用质量分数为30%的盐酸调节混合悬浮液ph至6.0，提高搅拌转速至400r/min，继续搅拌反应40min，得到反应物；将反应物移入油浴锅中，加热升温至90℃，保温搅拌反应2h，反应结束后过滤分离得到滤饼，待其自然晾干后即得载硅纤维束，备用；取生鸡蛋敲碎蛋壳，取出内部鸡蛋清和蛋黄，用搅拌器搅拌均匀得到新鲜鸡蛋液，按质量比为5:1将新鲜鸡蛋液和磷脂混合均匀后得到混合物，将混合物放入陶瓷罐中，再将陶瓷罐敞口放入温度为45℃，空气相对湿度为70℃的温室中，静置发臭7天，得到发臭产物；向陶瓷罐中加入发臭产物质量50%的去离子水，搅拌均匀后，密封罐口，在28℃下密封发酵9天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液，将发酵滤液和备用的载硅纤维束以及乙二醇丁醚按质量比为5:2:3混合后继续在40℃下静置反应2天，反应结束后出料，将所得物料真空浓缩至原体积的60%，所得浓缩物即为耐温纤维基水泥触变剂。
对照例
以常州市某公司生产的水泥触变剂作为对照例
对本发明制得的水泥触变剂和对照例中的水泥触变剂进行性能检测，检测结果如表1所示：
检测方法：
触变性测试：采用cm10型扭矩仪分别测试出机，静置15min、30min及60min后浆体的定扭力，测试完后，将浆体在搅拌器中搅拌1min，测试静置2min和15min后的定扭力。该实验的目的是用于观察浆体出机静置以及以剪切力破坏浆体后再静置，扭矩随时间的变化趋势。
若浆体出机静置，扭矩随静置时间的延长而增加，随后趋于稳定，加以剪切力后，浆体恢复流体状，扭矩显著下降，说明该浆体具有良好的触变性，即触变剂性能优。
表1
由上表中检测数据可以看出，本发明制得的水泥触变剂触变性能极佳，且耐温性能良好，具有广阔的应用前景。