一种用于粘结砂浆的木质素基外加剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及建筑材料水泥砂浆的制备领域，具体设及一种建筑保溫用砂浆的外加 剂及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 商品砂浆外加剂是近些年发展的一种新型建材外加剂。随着建筑节能技术的发展 和社会环保意识的增强，商品湿拌砂浆已经成为砂浆发展的必然要求。据中国建筑报报道， 2014年上半年中国有17个省生产湿拌（普通）砂浆，产量为179. 06万立方米，比上年同期 增加31. 33万立方米，同比增长21. 21%。与商品混凝±不同，湿拌砂浆主要运用于建筑物 外墙的抹面与搁筑，W达到外墙保溫的效果，故要求良好的和易性、保水性W粘结强度等性 能。开发优良的砂浆外加剂是提高商品湿拌砂浆性能的常用方法。
[0003] 目前，为了达到建筑节能的要求，对外墙保溫系统的质量要求越来越高。根据《水 利水电施工技术规范》中的相关规定，有抗冻要求的水泥基材料必须添加引气剂，因此对 于可作为外墙保溫系统的粘结砂浆，使用的砂浆外加剂多为引气型。商品化引气砂浆外加 剂的主要成分是引气型表面活性剂，一般由松香皂、烷基横酸盐和烷基苯横酸盐、饱和和不 饱和脂肪酸钢、烷基聚氧乙締酸等中的一种或几种复合而成。引气砂浆外加剂最大的缺陷 是普遍降低硬化砂浆后期强度，运给建筑外墙保溫工程的质量和安全带来了巨大的负面影 响。究其原因，主要是因为此类外加剂作用机理在于通过引气提高砂浆的保水率，降低稠度 损失，W延长新拌砂浆的工作性能和硬化砂浆的耐久性能，但片面追求引气必然导致容重 的降低，进而影响硬化砂浆的强度性能。而且，运些引气组分主要来源于石油工业副产品， 多数价格昂贵，有毒有害污染大。另外，我国外加剂产品品牌有300多种，但引气型外加剂 产品却寥寥无几，可选择范围窄。因此，开发出一种无毒、廉价又不牺牲强度的商品砂浆外 加剂成为整个外加剂市场的当务之急。
[0004] 在碱法制浆过程中，造纸黑液约占造纸废水的90%，是造纸废水的主要污染源。在 造纸黑液中，碱木质素约占固形物的50%。黑液中的碱木质素分子量小，反应活性低，作为 一种引气型表面活性剂，其发泡能力好，但是泡径大，泡沫不均匀。目前黑液中碱木质素的 回收利用率不超过5%，大部分被直接燃烧，运仅仅是低值利用，严重浪费宝贵的自然资源。 研究表明，造纸黑液中除了碱木质素外，还含有未降解的半纤维素、糖分、无机盐等。纤维 在砂浆中可W提高其抗裂抗渗性能；糖分具有缓凝作用，可延长水泥的水化时间。化dif发 现，从碱法制浆黑液中酸析出的木质素能够改善新拌砂浆的流动性。Samar指出稻草黑液可 W使砂浆的凝结时间延长地左右，能较长时间保持砂浆的工作性能。运些研究表明，W造 纸黑液为原料研发砂浆外加剂，具有一定的应用前景。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有商品引气砂浆外加剂普遍降低后期强度的缺陷，提供一种砂浆的 抗折强度、抗压强度和拉伸粘结强度均有明显提高的用于粘结砂浆的木质素基外加剂及其 制备方法。
[0006] 本发明另一目的在于提供该用于粘结砂浆的木质素基外加剂在配制粘结砂浆中 的应用。
[0007] 本发明W造纸黑液为原料，采用造纸黑液-消泡剂-减水剂-增稠剂-缓凝剂五 元复合产品，将其运用于水泥砂浆中，选用的助剂主要含有酪径基和横酸根，W及具有化学 惰性的娃氧键结构。本发明通过利用分子间氨键和降低表面张力，使溶液气泡细腻均匀，富 有弹性不易破灭，W保证新拌砂浆具有较高的初期容重和保水能力；通过酪径基能与水化 产物结合，降低了水化速率，W减少稠度损失，延长凝结时间，从而有效缓解了稠度保持、容 重和保水率=者之间的矛盾。更为关键的是，通过合适比例的复配，可W改善硬化砂浆内部 的孔径分布；而酪径基的缩合、分子缔合和相容性大分子的缠绕包裹增大了分子量，可W在 砂浆内部形成致密的网状结构；横酸根的引入可形成=维氨键，有利于含巧水化产物晶体 的形成，最终使强度增长。本发明拌合料达到抹面砂浆的建筑施工标准，并表现出优异的粘 结强度性能。
[0008] 为实现本发明的目的，所采用如下技术方案：
[0009] 一种用于粘结砂浆的木质素基外加剂，W质量份数计，其原料组成为：
[0010] 造纸黑液：100份 亚硫酸铁；〇.5~2份 减水剂： 2~5份 消泡剂： 2-4份 增稠剂： 6~10份 缓凝剂： 15~巧份
[0011] 所述消泡剂为有机娃消泡剂或聚酸消泡剂；
[0012] 所述增稠剂为簇甲基纤维素、径丙基甲基纤维素、瓜尔胶和聚乙締醇中的一种或 多种；
[0013] 所述缓凝剂为葡萄糖酸钢、葡萄糖酸巧和巧樣酸中的一种或多种；
[0014] 制备时，调节造纸黑液的抑值至9~11，边揽拌边加热至55°C~65°C，加入催化 剂亚硫酸铁和木质素减水剂，冷却后，加入消泡剂、增稠剂和缓凝剂，揽拌均匀即得用于粘 结砂浆的木质素基外加剂。
[0015] 为进一步实现本发明目的，优选地，所述黑液为松木-按木黑液、竹浆黑液、甘薦渣 黑液和麦草黑液中的一种或多种；所述的造纸黑液的质量百分比浓度为20~50%。
[0016] 优选地，所述水泥减水剂为木质素基减水剂，由俄罗斯木钢、横化碱木质素、横化 酶解木质素中的一种或多种复合而成。
[0017] 优选地，所述有机娃消泡剂为二甲基硅油和/或聚二甲基硅氧烷。
[001引优选地，W质量份数计，所述增稠剂用量为7 - 9份。
[0019] 所述的用于粘结砂浆的木质素基外加剂的制备方法，调节造纸黑液的抑值至9~ 11，边揽拌边加热至55°C~65°C，加入催化剂亚硫酸铁和木质素减水剂，冷却后，加入消泡 剂、增稠剂和缓凝剂，揽拌均匀即得用于粘结砂浆的木质素基外加剂。
[0020] 所述的用于粘结砂浆的木质素基外加剂在配制粘结砂浆中的应用，其特征在于， 施工时，W质量份数计，将普通娃酸盐水泥35~50份、II级粉煤灰40~45份、普通河沙 385~400份与1~3份所述木质素基外加剂倒入干净的揽拌器中，边揽拌边加水，按照 JGJ/T70 -2009建筑砂浆基本性能试验方法控制稠度为（90±5)mm，600 -800r/min揽拌4~ 6分钟得到湿拌砂浆，于标准养护箱内养护至指定龄期，得到硬化砂浆。
[0021] 优选地，所述木质素基外加剂的干基渗量为凝胶材料普通娃酸盐水泥和II级粉 煤灰质量的0.2~0.5%。
[0022] 发明相对于现有技术具有如下的优点和效果：
[0023] (1)本发明的砂浆外加剂主要W物理复配为手段，操作简单，能耗小，产品绿色无 污染。通过调节黑液-消泡剂-减水剂-增稠剂-缓凝剂之间的比例，并优选了具有酪径 基、横酸基和娃氧结构的助剂，不仅克服了单一引气砂浆外加剂在新拌砂浆的稠度保持、容 重和保水率=者之间的矛盾，使各指标符合建筑施工标准允许的范围，而且硬化砂浆表现 出优异的强度性能，可W作为外墙保溫系统中的粘结砂浆使用。
[0024] (2)本发明的砂浆外加剂W制浆造纸废液为主要原料，原料来源丰富，价格低廉。 开发造纸黑液砂浆外加剂，不仅起到环境保护的作用，还可W拓宽黑液的资源化利用途径。 [00对做本发明的砂浆外加剂为水溶液，易拌合，使用方便，相对于粉剂，不溶物和粉尘 少，对环境污染小。 具体实施例
[00%] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局 限于实施例表述的范围。
[0027] 下面实施例有关检测方法如下：