阅读说明：本技术 一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂 (A kind of concrete base building waste pulp wet grinding dispersing agent ) 是由 邢菊香 王军 赵日煦 熊龙 李兴 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于混凝土功能助剂技术领域,具体涉及一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂,它以静电位分散组分、抑泥组分、抗沉降组分和水为主要原料制备而成。本发明所述水泥基建筑废浆用湿磨分散剂常温为液态、均质性好、应用掺量小；针对含水量40-80％的水泥基建筑废浆其吨用量为1-2.5公斤,按计量滴加于球磨机前段即可,涉及的操作方法简单,并可有效提高粉磨效率,降低粘度,显著提升湿磨后超细掺合料的流动性；粉磨后所得浆料分散性好,可有效实现水泥废浆等建筑废弃物的资源化利用,具有重要的经济和环境效益。(The invention belongs to concrete function additive technical fields, and in particular to a kind of concrete base building waste pulp wet grinding dispersing agent, it is prepared using rest potential dispersed component, suppression mud component, anti-settling component and water as primary raw material.Concrete base building waste pulp of the present invention are that liquid, homogenieity are good, small using volume with wet grinding dispersing agent room temperature；Its ton of dosage of concrete base building waste pulp for water content 40-80% is 1-2.5 kilograms, by metered application in ball mill leading portion, the operating method being related to is simple, and can effectively improve mill efficiency, viscosity is reduced, the mobility of super fine powder additives after wet-milling is obviously improved；Gained slurry good dispersion, can effectively realize the resource utilization of the building castoffs such as cement waste pulp after grinding, have important economy and environmental benefit.)

一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂

技术领域

本发明属于混凝土功能助剂技术领域，具体涉及一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂。

背景技术

当前，我国处于城镇化高速发展时期，旧城改造与建筑拆除工程巨大，产生的巨量建筑垃圾，如处置不合理，不仅威胁城市生态环境，还会造成资源的巨大浪费。近年来从中央到地方各级政府颁布一系列政策促进建筑垃圾的资源化利用，我国建筑垃圾产量已接近20亿吨/年，预计到2020年将达26亿吨左右。如果能把26亿吨建筑垃圾进行资源化再生利用，可以创造上千亿元的价值，建筑垃圾中值得注意的是商品混凝土企业废浆料，其含水率大于85％，如何合适处理已成为制约预拌混凝土行业发展的瓶颈问题。

湿磨浆体流变性好、活性高、稳定性强是其能否得到广泛推广应用的关键，而这些不仅与湿法机械研磨效率有直接关系，还与浆体中的无机、高分子型分散剂也密切相关；分散剂吸附在颗粒上而产生的空间位阻作用使颗粒间彼此不能靠的太近从而消弱颗粒间的范德华力。对于因加入聚合物电解质而形成稳定的浆体，目前报道的湿磨分散剂大多是低分子量水溶性的高分子聚合物，常用的无机分散剂有硅酸钠、偏磷酸钠，三聚磷酸钠，氢氧化钠，氢氧化钾等，常用的水溶性高分子聚合物分散剂有聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚磷酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯氨、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯氧化物、丙烯酰胺和烯酸的共聚物等。现有的分散剂体系存在的问题在于，无机分散剂无法提供足够的空间位阻协助分散颗粒，而高分子聚合物分散剂存在锚固基团单一吸附不牢固或分子量过大产生絮凝等副作用。因此，进一步探索具有较高粉磨效率的水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，具有重要的研究和推广意义。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，可显著提高粉磨效率，降低粘度和析水率，显著提升湿磨后超细掺合料的流动性，可有效实现水泥废浆等建筑废弃物的资源化利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，各组分及其所占质量百分比包括：静电位分散组分15～38％(按有效固含计)，抑泥组分1～10％，抗沉降组分1～15％，水50-80％(包含其他组分引入的水)。

上述方案中，所述静电位分散组分的结构式如式(I)所示：

式I中，a为0～5的整数，b为1～20的整数，c为1～20的整数，R为-H或-CH₃，M为-H或-Na。

上述方案中，所述静电位分散组分的分子量为10000以下，优选为4000-6000。

上述方案中，所述抑泥组分为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)、十二烷基二甲基苄基氯化铵、氨基三甲叉磷酸及其同系物中的一种或几种。

上述方案中，所述抗沉降组分为聚天冬氨酸及其盐类，其结构式如式(Ⅱ)所示：

式Ⅱ中，m为1～20的整数，n为1～20的整数，m≥n；M为-H或-Na。

上述方案中，所述静电位分散组分的制备方法包括如下步骤：在保护气氛下，将马来酸酐加入水中，搅拌溶解后升温到40～70℃，然后分别滴加已配制好的醋酸乙烯酯、链转移剂的混合水溶液和一定浓度的引发剂水溶液，反应2-4h后，降至常温，关闭氮气，无需干燥，直接应用于配制水泥基建筑废浆用湿磨分散剂。

上述方案中，所述链转移剂为丙烯磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠。

上述方案中，所述保护气氛为氮气气氛。

上述方案中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸铵-抗坏血酸、过硫酸钾、双氧水-抗坏血酸中的一种。

上述方案中，所述马来酸酐、醋酸乙烯酯、链转移剂的摩尔比为1:(0.5～1):(0.05～0.5)。

上述方案中，所述引发剂为马来酸酐摩尔用量的0.02-2％。

上述方案中，所述湿磨分散剂最终有效固含为30-50％。

本发明采用的原理为：

1)利用静电位分散组分插层吸附作用，产生强化空间位阻效应，其特殊的分子量使颗粒间具有较强的排斥力，从而可以抑制粉磨过程中颗粒的团聚，提高粒子的细度；

2)利用抑泥组分消除废弃砂浆中泥份对粉磨过程中的不利影响，并降低含泥分子对分散组分的吸附，进一步提升粉磨效率；

3)所使用的抗沉降组分可显著增强颗粒表面亲水性，提高界面水的结构化，加大水化膜强度，使颗粒间具有较强的排斥力，从而可以抑制浆料的絮凝，其独特的分子结构也可与其它组分配合作用保证废弃砂浆湿磨产物的使用性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本发明所述水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，涉及的合成工艺简单，用料环保，适合推广应用。

2)本发明采用静电位分散组分、抑泥组分、抗沉降组分多元复合手段，粉磨后所得浆状掺合料的细度高、粘度小、分散度好，并可有效解决废浆中含泥对湿磨和混凝土性能的不利影响，制得的水泥基浆液可稳定储存24小时以上，析水率低。

3)本发明所述湿磨分散剂涉及的使用方法简单，可实现水泥废浆等建筑废弃物的资源化利用，具有显著的环境和经济效益。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中，采用的废弃砂浆为搅拌站沉淀池废浆。

实施例1

一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，其制备方法包括如下步骤：

1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的1L四口圆底烧瓶中，加入100g的去离子水，在氮气保护下向烧瓶中一次性加入100g马来酸酐，搅拌溶解后升温至65℃，再开始分别滴加150g醋酸乙烯脂与甲基丙烯磺酸钠的混合水溶液(其中醋酸乙烯脂的含量为85g，甲基丙烯磺酸钠的含量为15g)和80.5g过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量为0.5g)，2h滴加完成后再保温反应60min，降至常温，关闭氮气，得到静电位分散组分1，其相对分子量为5100；含固量为46.5％。

2)将430g静电位分散组分1、20g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)、5g氨基三甲叉磷酸、50g聚天冬氨酸(分子量为2500)和180g去离子水混合均匀，即得一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂ZJFS-1(有效固含量40％)。

实施例2

一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，其制备方法包括如下步骤：

1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的1L四口圆底烧瓶中，加入100g的去离子水，在氮气保护下向烧瓶中一次性加入100g马来酸酐，搅拌溶解后升温至65℃，再开始分别滴加120g醋酸乙烯脂与甲基丙烯磺酸钠的混合水溶液(其中醋酸乙烯脂的含量为50g，甲基丙烯磺酸钠的含量为20g)和80.7g过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量为0.7g)，2h滴加完成后再保温反应60min，降至常温，关闭氮气，得到静电位分散组分2，其相对分子量为4200；含固量为42.5％。

2)将400g静电位分散组分2、25g 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)、5g氨基三甲叉磷酸、90g聚天冬氨酸(分子量为5000)和205g去离子水混合均匀，即得一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂ZJFS-2(有效固含量40％)。

实施例3

一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，其制备方法包括如下步骤：

1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的1L四口圆底烧瓶中，加入100g的去离子水，在氮气保护下向烧瓶中一次性加入100g马来酸酐，搅拌溶解后升温至65℃，再开始分别滴加165g醋酸乙烯脂与甲基丙烯磺酸钠的混合水溶液(其中醋酸乙烯脂的含量为100g，甲基丙烯磺酸钠的含量为15g)和81g过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量为1g)，2h滴加完成后再保温反应60min，降至常温，关闭氮气，得到静电位分散组分3，其相对分子量为6030；含固量为48.2％。

2)将446g静电位分散组分3、25g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)、5g十二烷基二甲基苄基氯化铵、100g聚天冬氨酸(分子量为6000)和290g去离子水混合均匀，即得一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂ZJFS-3(有效固含量40％)。

对比例1

一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，其制备方法包括如下步骤：

1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的1L四口圆底烧瓶中，加入100g的去离子水，在氮气保护下向烧瓶中一次性加入100g马来酸酐，搅拌溶解后升温至65℃，再开始分别滴加165g醋酸乙烯脂与甲基丙烯磺酸钠的混合水溶液(其中醋酸乙烯脂的含量为100g，甲基丙烯磺酸钠的含量为15g)和81g过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量为1g)，2h滴加完成后再保温反应60min，降至常温，关闭氮气，得到静电位分散组分3，其相对分子量为6030；含固量为48.2％。

2)将446g静电位分散组分3、25g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)、5g十二烷基二甲基苄基氯化铵和135g去离子水混合均匀，即得一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂D1(有效固含量40％)。

对比例2

一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂，其制备方法包括如下步骤：

1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的1L四口圆底烧瓶中，加入100g的去离子水，在氮气保护下向烧瓶中一次性加入100g马来酸酐，搅拌溶解后升温至65℃，再开始分别滴加165g醋酸乙烯脂与甲基丙烯磺酸钠的混合水溶液(其中醋酸乙烯脂的含量为100g，甲基丙烯磺酸钠的含量为15g)和81g过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量为1g)，2h滴加完成后再保温反应60min，降至常温，关闭氮气，得到静电位分散组分3，其相对分子量为6030；含固量为48.2％。

2)将446g静电位分散组分3、100g聚天冬氨酸(分子量为6000)和240g去离子水混合均匀，即得一种水泥基建筑废浆用湿磨分散剂D2(有效固含量40％)。

应用例

将实施例1～3所得水泥基建筑废浆用湿磨分散剂应用于废弃砂浆的湿磨处理，并与对比例1～2所得分散剂和市售分散剂进行对比，具体湿磨步骤包括：搅拌站废浆料经砂石分离后，浓缩至固液比1:2，然后加入分散剂于球磨机前段，粉磨2h。

本发明所得水泥基建筑废浆用湿磨分散剂为淡黄色液体，与市售产品和对比例1～2所得分散剂对比，在相同湿磨工艺条件下所得浆料(固体含量为50％)的细度、粘度和析水率(24h)测试结果见下表1。

表1利用不同湿磨分散剂所得水泥砂浆的性能测试结果

注：市售产品1为聚羧酸型分散剂；市售产品2为小分子聚醚，两性化合物类分散剂；市售产品有效固含均调整至40％。

上述结果表明，本发明所得水泥基建筑废浆用湿磨分散剂与市售产品及对比例所得分散剂相比，在掺量相同的情况下，所得废弃砂浆湿磨产物的细度明显改善，而粘度和析水率同步减小，可表现出更优的分散性能和抗沉降性能，应用于混凝土中和易性良好，不会对混凝土的外加剂掺量和硬化混凝土耐久性等造成不利影响。

显然，上述实施例仅为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。