羧甲基淀粉对于建筑砂浆性能的影响

    摘要： 研究了羧甲基淀粉对新拌砂浆和硬化砂浆的改性效果。结果表明,低粘度羧甲基淀粉提高了新拌砂浆的工作性,但是增加了新拌砂浆的泌水量；高粘度羧甲基淀粉能明显提高砂浆的保水性，降低砂浆的泌水量,但掺量大时会造成硬化砂浆的抗压强度降低。

    关键词：羧甲基淀粉； 保水增稠剂； 砂浆外加剂

    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

    羧甲基淀粉简称CMS，是一种阴离子淀粉醚。CMS 与羧甲基纤维素结构类似，在性质上有很多类似之处[1] ：CMS 具有较高的粘度，在中性至碱性溶液中稳定，在强酸性易沉淀；CMS 具有羧基所固有的螯合、离子交换、多聚阴离子的凝絮作用，也具有大分子溶液的增稠、糊化、吸水、黏附等功能[2]。

    鉴于目前砂浆中所使用的保水增稠材料纤维素醚价格昂贵，而CMS 价格便宜，性能相似，本文对CMS在砂浆中用做保水增稠材料做初步的探讨。

    生产CMS 的方法可分为水溶液法、有机溶剂法和干法。水溶液法在制取取代度＜0.2的产品时由于产物不溶于水，可直接获得颗粒状产品；而制取取代度＞0.2的产品时，产物可溶于水，反应终了要加NaCl 使CMS 盐析出来，再用乙醇洗涤，醇洗后析出物变得疏松，此法所获产品含盐低，但操作繁琐、产率低。干法是将淀粉、碱、氯乙酸按比例投入类似球磨机或干粉混合器的设备中混匀加热，并向干粉中喷适量的水，反应始终保持粉末状态，故名干法。有机溶剂法可使反应物料始终为颗粒状，有利于后处理，所用溶剂可以是异丙醇、甲醇、乙醇，从安全和经济角度用乙醇较为合适，是现今生产上采用较多的方法，其优点是产品质量好，醚化剂收率 高，其工艺流程见图1。

    采用玉米淀粉为原料，以乙醇、水混合溶剂为分散剂，加入NaOH，在40℃左右的温度下进行丝化反应1 h，生成碱柱淀粉。再根据不同要求按比例加入氯乙酸和促化剂，进行羧甲基化反应，在60℃左右的温度下反应4~8 h。反应结束后，稍加冷却，并用酸中和，进行固液分离，然后用乙醇-水混合液洗涤，除去盐类物质，最后对洗涤后产物进行干燥、粉碎。反应物CMS 的取代度高低与添加的化学试剂量有关，该法合成的CMS 平均收得率可达95% 以上。

    2 试验

    2.1 原材料

    海螺牌32.5R普通硅酸盐水泥，符合JGJ 52要求的河砂，二级粉煤灰，上海淀粉厂生产的CMS。

    2.2 试验方法

    试验采用了低粘度和高粘度两种CMS，按JCJ70-90《建筑砂浆基本性能测试方法》进行试验。试验配合比如表1、表2。

    3 结果和讨论

    3.1 对砂浆工作性的影响

    图2 显示了稠度和分层度随CMS 掺入变化的情况。从图2 可以看出，加入低粘度CMS，使砂浆的稠度值减小，但对砂浆的分层度影响不大；高粘度CMS 掺入后，很少量即可降低砂浆的粘度值，降低砂浆的分层度，对砂浆的工作性有很大改善。

    3.2 对砂浆保水性能的影响

    从图3 可以看出，加入低粘度CMS 后，砂浆的泌水量有所增加，这对砂浆的性能是不利的；掺入高粘度CMS 后，砂浆的泌水率急剧减小，甚至不泌水，这对于保持砂浆的工作性有很大的好处。

    3.3 对砂浆强度的影响

    从图4 可以看出，CMS 的掺入，会使砂浆的7 天强度和28 天强度均有不同程度的降低。故CMS 的掺入，必须控制在一定的范围内。

    4 结论

    (1) 在砂浆中加入低粘度CMS 可降低分层度，但同时也会降低砂浆的抗压强度，增加砂浆的泌水量。

    (2) 在砂浆中加入高粘度CMS可以很好地降低砂浆的分层度，改善砂浆保水性，但加入量过大同时也会降低砂浆的抗压强度。

    (3) 高粘度CMS因为能很好的改善砂浆的保水性能，再加上成本低廉，所以作为改善砂浆保水性能的外加剂将有很好的发展前景。

    参考文献：

    [1] 郑永军，李延团．羧甲基淀粉钠得制备及其在食品工业中的应用[J]．食品工业科技，1997，(3)．