羧甲基淀粉對于建筑砂漿性能的影響
2005-06-23 00:00
摘要： 研究了羧甲基淀粉對新拌砂漿和硬化砂漿的改性效果。結果表明,低粘度羧甲基淀粉提高了新拌砂漿的工作性,但是增加了新拌砂漿的泌水量；高粘度羧甲基淀粉能明顯提高砂漿的保水性，降低砂漿的泌水量,但摻量大時會造成硬化砂漿的抗壓強度降低。
關鍵詞：羧甲基淀粉； 保水增稠劑； 砂漿外加劑
Effects of Carboxymethyl Starch on Performance of building Mortar / Shen Wen-zhong et al // Tongji University
Abstract: Modification effects of carboxymethyl starch on fresh mortar and hardened mortar were examined. The resultsshowed that carboxymethyl starch with low viscosity enhanced workability of fresh mortar, but increased its bleeding.Carboxymethyl starch with high viscosity increased remarkably water-retaining capacity of mortar while reduced its bleeding,yet over addition would cause decrease of compressive strength of hardened mortar.
Key Words: carboxymethyl starch, water-retaining admixture, mortar admixture
1 前言
羧甲基淀粉簡稱CMS，是一種陰離子淀粉醚。CMS 與羧甲基纖維素結構類似，在性質上有很多類似之處[1] ：CMS 具有較高的粘度，在中性至堿性溶液中穩定，在強酸性易沉淀；CMS 具有羧基所固有的螯合、離子交換、多聚陰離子的凝絮作用，也具有大分子溶液的增稠、糊化、吸水、黏附等功能[2]。
鑒于目前砂漿中所使用的保水增稠材料纖維素醚價格昂貴，而CMS 價格便宜，性能相似，本文對CMS在砂漿中用做保水增稠材料做初步的探討。
生產CMS 的方法可分為水溶液法、有機溶劑法和干法。水溶液法在制取取代度＜0.2的產品時由于產物不溶于水，可直接獲得顆粒狀產品；而制取取代度＞0.2的產品時，產物可溶于水，反應終了要加NaCl 使CMS 鹽析出來，再用乙醇洗滌，醇洗后析出物變得疏松，此法所獲產品含鹽低，但操作繁瑣、產率低。干法是將淀粉、堿、氯乙酸按比例投入類似球磨機或干粉混合器的設備中混勻加熱，并向干粉中噴適量的水，反應始終保持粉末狀態，故名干法。有機溶劑法可使反應物料始終為顆粒狀，有利于后處理，所用溶劑可以是異丙醇、甲醇、乙醇，從安全和經濟角度用乙醇較為合適，是現今生產上采用較多的方法，其優點是產品質量好，醚化劑收率 高，其工藝流程見圖1。
采用玉米淀粉為原料，以乙醇、水混合溶劑為分散劑，加入NaOH，在40℃左右的溫度下進行絲化反應1 h，生成堿柱淀粉。再根據不同要求按比例加入氯乙酸和促化劑，進行羧甲基化反應，在60℃左右的溫度下反應4~8 h。反應結束后，稍加冷卻，并用酸中和，進行固液分離，然后用乙醇-水混合液洗滌，除去鹽類物質，最后對洗滌后產物進行干燥、粉碎。反應物CMS 的取代度高低與添加的化學試劑量有關，該法合成的CMS 平均收得率可達95% 以上。
2 試驗
2.1 原材料
海螺牌32.5R普通硅酸鹽水泥，符合JGJ 52要求的河砂，二級粉煤灰，上海淀粉廠生產的CMS。
2.2 試驗方法
試驗采用了低粘度和高粘度兩種CMS，按JCJ70-90《建筑砂漿基本性能測試方法》進行試驗。試驗配合比如表1、表2。
3 結果和討論
3.1 對砂漿工作性的影響
圖2 顯示了稠度和分層度隨CMS 摻入變化的情況。從圖2 可以看出，加入低粘度CMS，使砂漿的稠度值減小，但對砂漿的分層度影響不大；高粘度CMS 摻入后，很少量即可降低砂漿的粘度值，降低砂漿的分層度，對砂漿的工作性有很大改善。
3.2 對砂漿保水性能的影響
從圖3 可以看出，加入低粘度CMS 后，砂漿的泌水量有所增加，這對砂漿的性能是不利的；摻入高粘度CMS 后，砂漿的泌水率急劇減小，甚至不泌水，這對于保持砂漿的工作性有很大的好處。
3.3 對砂漿強度的影響
從圖4 可以看出，CMS 的摻入，會使砂漿的7 天強度和28 天強度均有不同程度的降低。故CMS 的摻入，必須控制在一定的范圍內。
4 結論
(1) 在砂漿中加入低粘度CMS 可降低分層度，但同時也會降低砂漿的抗壓強度，增加砂漿的泌水量。
(2) 在砂漿中加入高粘度CMS可以很好地降低砂漿的分層度，改善砂漿保水性，但加入量過大同時也會降低砂漿的抗壓強度。
(3) 高粘度CMS因為能很好的改善砂漿的保水性能，再加上成本低廉，所以作為改善砂漿保水性能的外加劑將有很好的發展前景。
參考文獻：
[1] 鄭永軍，李延團．羧甲基淀粉鈉得制備及其在食品工業中的應用[J]．食品工業科技，1997，(3)．
[2] 金惠平．羧甲基淀粉的制取[J]．糧油食品，2003，(1)． 編輯：
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