【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土建筑材料，具体涉及一种淀粉基混凝土外加剂及其制备方法。
技术介绍
1、混凝土作为最大宗的建筑材料，伴随着水泥的出现，各种水泥混凝土陆续问世，从最初的混凝土理论基础的奠定，经历了预应力和干硬性混凝土时代、流动性混凝土，到聚合物混凝土时代。21世纪混凝土将依然是建筑材料的主体材料之一，当今的混凝土己经不仅仅是水泥、水和骨料的简单混合，其他矿物掺合料以及化学外加剂的掺加赋予了混凝土新的性能，尤其是减水剂的研发成功以及普遍应用，使大流动度混凝土、高强/高性能混凝土成为可能，为混凝土可持续发展提供了必要条件。
2、目前市场上混凝土减水剂种类有聚烷基芳基磺酸盐高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、氨基磺酸系高效减水剂，它们大多是基于石油化工产品/副产品合成的，而石油作为不可再生资源，日益稀缺、价格不断走高，己经影响到一系列石油化学品的价格。而且，减水剂是采用小分子有机物经过聚合、缩合等手段得到具有一定聚合度的水溶性高分子，在合成过程中未完全反应的游离小分子物质往往与聚合物共存，容易对合成及应用过程中的工作人员、建筑环境等造成危害。因此，开发可再生资源、合成与环境相容性好的新型减水剂是大势所趋。
3、淀粉化学品的生产和开发突出表现在两个方面：(1)产品的无毒害化：主要体现在最大限度地降低淀粉化学品中有害物质含量，要求与淀粉反应的原料低毒甚至无毒，且未反应的原料容易除去。(2)反应过程绿色化：主要体现在提高反应选择性和原料的反应效率，采用绿色催化剂和溶剂或者无溶剂，采用“原子经济性”的反应等。淀粉是地球上的
4、从化学上讲，淀粉是一种高聚糖，主要由葡萄糖残基的糖环通过糖苷键连接而成，化学结构为(c6h10o5)n，n为聚合度。虽然淀粉的微观结构至今还没有完全阐明，但已确定淀粉不是一种均质物质，而是由两种不同的聚合物—直链淀粉和支链淀粉组成的。
5、天然淀粉虽然应用广泛，但天然淀粉不溶于冷水、糊粘度不具有热稳定性、对混凝土的性能几乎没有作用。为了克服天然淀粉性质上的缺陷，改善淀粉的性能和扩大应用范围，需要采用物理、化学或生物学的手段改变天然淀粉的性质，通过分子切断、重排、氧化或在淀粉分子中引入取代基。可制备出性质发生变化的淀粉衍生物，即改性淀粉，用以增加其性能或引进新特性，克服应用时的缺陷。从淀粉分子结构可以看出，淀粉的化学反应点主要在分子中羟基(-oh)和糖苷键(c-o-c)部位，在羟基上发生取代反应，在糖苷键上发生断裂反应。淀粉分子的每个葡萄糖残基上有3个反应羟基，其中第六位碳原子上有一个伯醇羟基，第二、第三位碳原子上分别含有一个仲醇羟基，它们都具有通常的伯醇、仲醇基团性质，能够与具有单官能团或多官能团的试剂进行反应形成淀粉衍生物，从而改善淀粉性能。
6、淀粉基材料在混凝土外加剂中的应用包括以下三点：
7、1)混凝土缓凝剂：淀粉通过化学和酶处理所获得的淀粉降解产物称为糊精，目前，糊精种类分为麦芽糊精、白糊精、黄糊精和英国胶。糊精对水泥混凝土的有较明显的缓凝和保塑作用，相比于其它缓凝剂，糊精对抑制铝酸三钙水化更明显，并且糊精能显著改变混凝土的粘聚性和匀质性，有利于混凝土的塑性保持。特别是其和葡萄糖酸钠及具有超高减水率的减水剂如氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂复合使用时，效果突出。但是，单独糊精使用时，掺量较大，增稠作用较强，如果新拌混凝土的粘度过大，会引起拌合物坍落度短时内减小。改性淀粉醚也具有一定的缓凝作用，但通常作为混凝土砂浆的增稠剂使用。
8、2)混凝土增粘剂：淀粉通过醚化改善了淀粉的水溶性，掺入砂浆和混凝土中，可以改善砂浆和混凝土的离析、泌水和沉降等现象，并改善其流动性、和易性。淀粉醚再交联就生成分子量大的交联淀粉，可以显著增加砂浆和混凝土的粘性，可用来配制水下不分散混凝土。
9、3)混凝土减水剂：淀粉通过改性可以制备成的阴离子表面活性剂，因而具备混凝土减水剂的基本结构，对水泥基材料有分散效果。
10、中国专利文献cn108299596a公开了一种改性木薯淀粉减水剂及其制备方法，将木薯淀粉经过氧化、酸化、醚化、接枝反应等反应步骤制备成改性淀粉减水剂，不含氯等污染物，减水剂的掺量为0.2-0.8％，水泥净浆流动速度可达255mm以上，流动性保持性好，净浆试块抗压强度7、28天可达160％、145％，减水率达45％，具有高环保性、高流动性、高减水率的特点。该专利技术是在碱性条件下对淀粉进行氧化反应，在氧化反应过程中未加入催化剂，导致氧化反应极其缓慢，而且除了经过氧化反应，还经过了酸化、醚化、接枝等反应制备成改性淀粉，反应过程复杂，还需要另外加入酸性溶液或碱性溶液来调节ph值，制备过程繁复，不利于规模化生产。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种淀粉基混凝土外加剂及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术所采取的解决方案如下：
3、第一个方面，本专利技术提供一种淀粉基混凝土外加剂的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、取淀粉和蒸馏水，置于第一反应釜中，用酸性溶液调节ph值至3-5，至淀粉充分糊化；取淀粉和蒸馏水，置于第二反应釜中，用碱性溶液调节ph值至9-11，至淀粉充分糊化；
5、s2、调整第一反应釜和第二反应釜的温度至55-60℃；
6、s3、在第一反应釜中，加入第一催化剂，进行充分搅拌，然后滴入第一氧化剂，进行氧化反应；在第二反应釜中，加入第二催化剂，进行充分搅拌，然后滴入第二氧化剂，进行氧化反应；
7、s4、将第一反应釜中形成的反应物与第二反应釜中形成的反应物，按比例汇集到第三反应釜中，在55-60℃温度下，充分搅拌反应；
8、s5、对第三反应釜中形成的反应物进行脱水，得到固体粉末的淀粉基混凝土外加剂。
9、优选地，s1步骤中，第一反应釜和第二反应釜中的淀粉和蒸馏水的质量比均为1：(8-12)，淀粉糊化的温度为85-90℃；所述酸性溶液选自盐酸、硫酸、硝酸和醋酸中的一种或几种，所述碱性溶液选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的一种或几种。
10、优选地，s3步骤中，所述第一催化剂和所述第二催化剂分别独立地选自硫酸亚铁、四丙基高钌酸铵(tpap)、硫酸铵、硫酸铈铵和硫酸亚铁铵中的一种或几种；所述第一催化剂和所述第二催化剂可以相同，也可以不同；所述第一氧化剂和所述第二氧化剂分别独立地选自过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾和高碘酸中的一种或几种；所述第一氧化剂和所述第二氧化剂可以相同，也可以不同。
11、优选地，所述第一催化剂为硫酸亚铁粉末，所述第二催化剂为四丙基高钌酸铵(tpap)；所述第一氧化剂为过氧化氢溶液，所述第二氧化剂为次氯酸钠溶液。
12、优选地，所述第一氧化剂过氧化氢溶液的质量浓度为25％-35％，所述第二氧化剂次本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种淀粉基混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1步骤中，第一反应釜和第二反应釜中的淀粉和蒸馏水的质量比均为1：(8-12)，淀粉糊化的温度为85-90℃；所述酸性溶液选自盐酸、硫酸、硝酸和醋酸中的一种或几种，所述碱性溶液选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3步骤中，所述第一催化剂和所述第二催化剂分别独立地选自硫酸亚铁、四丙基高钌酸铵(TPAP)、硫酸铵、硫酸铈铵和硫酸亚铁铵中的一种或几种；所述第一催化剂和所述第二催化剂可以相同，也可以不同；所述第一氧化剂和所述第二氧化剂分别独立地选自过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾和高碘酸中的一种或几种；所述第一氧化剂和所述第二氧化剂可以相同，也可以不同。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂为硫酸亚铁粉末，所述第二催化剂为四丙基高钌酸铵(TPAP)；所述第一氧化剂为过氧化氢溶液，所述第二氧化剂为次氯酸钠溶液。
5.根据权利要求4所述的制
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S4步骤中，所述第一反应釜中的反应物与所述第二反应釜中的反应物的质量比为1：(0.8-1.2)。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、高粱淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉和红薯淀粉中的一种或几种。
8.一种由权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的淀粉基混凝土外加剂。
9.根据权利要求8所述的淀粉基混凝土外加剂，其特征在于，所述淀粉基混凝土外加剂的掺量为0.1％-1％，优选地为0.2％-0.8％，更优选地为0.2％-0.6％。
...【技术特征摘要】
1.一种淀粉基混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1步骤中，第一反应釜和第二反应釜中的淀粉和蒸馏水的质量比均为1：(8-12)，淀粉糊化的温度为85-90℃；所述酸性溶液选自盐酸、硫酸、硝酸和醋酸中的一种或几种，所述碱性溶液选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s3步骤中，所述第一催化剂和所述第二催化剂分别独立地选自硫酸亚铁、四丙基高钌酸铵(tpap)、硫酸铵、硫酸铈铵和硫酸亚铁铵中的一种或几种；所述第一催化剂和所述第二催化剂可以相同，也可以不同；所述第一氧化剂和所述第二氧化剂分别独立地选自过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾和高碘酸中的一种或几种；所述第一氧化剂和所述第二氧化剂可以相同，也可以不同。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂为硫酸亚铁粉末，所述第二催化剂为四丙基高钌酸铵(tpap)；所述第一氧化剂为过氧化氢溶液，所述第二氧化剂为次氯酸钠溶液。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈立，桂强，马巍巍，侯占朝，王猛，潘绍学，郑为升，刘小飞，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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