本发明涉及建筑砂浆技术领域，更具体地说，它涉及一种预拌砂浆外加剂及其制备工艺、应用方法。
背景技术：
预拌砂浆为由专业生产厂生产的湿拌砂浆或干混砂浆。
干混砂浆，是由胶凝材料、矿物掺和料、细骨料、外加剂等固体材料组合而成，按照一定配比通过干混工艺进行预拌而成的一种干粉建筑材料。但是，由于干混砂浆在运送过程中容易离析，且原料砂需要经过烘干后进行多级筛分，能耗大；干混过程中所产生粉尘大，除尘难度大，污染环境，并且为保证干混砂浆的质量，国家规定：制备干混砂浆时将砂子烘干后再与胶凝材料混合，而施工时又必须加水搅拌形成湿拌砂浆，增大了生产的负担。
而湿拌砂浆是指将各种原材料(包括水)经合理配制，进行工厂化生产后，由密闭罐车运送到工地。与干混砂浆相比，降低了生产的负担，同时还减少了对环境的污染，有利于可持续发展。在湿拌砂浆中添加外加剂，以达到改善湿拌砂浆的功能。
然而，现有的外加剂大部分为固体粉剂，易在生产加工以及运输过程中产生大量扬尘，不利于环境的保护，且加入湿拌砂浆后，会出现搅拌不够充分而成团的现象，最终会造成形成的湿拌砂浆难以达到均匀且较好的保水性、开放时间、含气量以及机械强度。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种预拌砂浆外加剂，具有提高砂浆和易性保水率、增加拉伸粘结强度、提高含气量、且较易实现对开放时间的控制的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种预拌砂浆外加剂，包括a混合物和b混合物，所述a混合物包括如下重量百分比的组分：
增稠剂3-10％；
引气剂0-2％；
稳泡剂0-1％；
减水剂0-8％；
第一余量为水；
所述b混合物包括如下重量百分比的组分：
缓凝剂0-20％；
第二余量为水；
所述增稠剂包括温轮胶、聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉、羧甲基纤维素中的至少一种；
所述引气剂包括引气剂ae-2、脂肪酸硫酸钠、木质素磺酸钙中的一种；
所述稳泡剂包括椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱chsb、由聚乙烯醇和硬脂酸钙形成的复合稳泡剂中的一种；
所述减水剂选取聚羧酸系高性能减水剂；
所述缓凝剂包括葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠中的至少两种。
通过上述技术方案，温轮胶、聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉、羧甲基纤维素具有良好的增稠作用。而引气剂ae-2、脂肪酸硫酸钠、木质素磺酸钙均可改善湿拌砂浆的和易性，使湿拌砂浆内形成大量微小的封闭球状气泡，这些微气泡如同滚珠一样，减少颗粒间的摩擦阻力。椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱chsb、由聚乙烯醇和硬脂酸钙形成的复合稳泡剂不易使形成的气泡破碎，从而具有稳定发泡效果的作用，长时间保持较高的含气量。聚羧酸系高性能减水剂可减少用水量就可以使湿拌砂浆形成良好的流动性。葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠对湿拌砂浆具有良好的缓凝效果，延长其凝结时间，即延长开放时间。
引气剂与聚羧酸系高性能减水剂相互配合，水分可均匀分布在大量气泡的表面，使能自由移动的水量减少，从而减少湿拌砂浆的泌水量但能提高保水性、粘聚性。
本申请中的预拌砂浆外加剂为液态，在生产、运输过程中不易出现扬尘现象，且其中的组分绿色环保，对人体和环境无危害；且通过增稠剂、引气剂、稳泡剂、缓凝剂相互配合形成的外加剂(由a混合物组成，或者a混合物与b混合物混合组成)对湿拌砂浆具有较高的减水率，有助于提高砂浆的和易性保水率，并且增加拉伸粘结强度。
将a、b混合物相互混合在一起，可达到更好的效果，也更利于对形成的湿拌砂浆的凝结时间进行调节，实现对砂浆的开放时间延长的目的。
进一步优选为：所述a混合物包括如下重量百分比的组分：
增稠剂3-10％；
引气剂0-2％；
稳泡剂0-1％；
减水剂0-8％；
第一余量为水；
所述b混合物包括如下重量百分比的组分：
缓凝剂0-20％；
第二余量为水；
所述增稠剂包括温轮胶、聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉、羧甲基纤维素中的至少一种；
所述引气剂包括引气剂ae-2、脂肪酸硫酸钠、木质素磺酸钙中的一种；
所述稳泡剂包括椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱chsb、由聚乙烯醇和硬脂酸钙形成的复合稳泡剂中的一种；
所述减水剂选取聚羧酸系高性能减水剂；
所述缓凝剂选取葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠。
通过上述技术方案，经研究(综合试验)发现，采用葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠形成的缓凝剂可达到更好的延长开放时间的效果。
进一步优选为：所述a混合物包括如下重量百分比的组分：
增稠剂5-10％；
引气剂0.2-2％；
稳泡剂0.1-1％；
减水剂2-8％；
第一余量为水；
所述b混合物包括如下重量百分比的组分：
缓凝剂10-20％；
第二余量为水；
所述增稠剂包括温轮胶、聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉、羧甲基纤维素中的至少一种；
所述引气剂包括引气剂ae-2、脂肪酸硫酸钠、木质素磺酸钙中的一种；
所述稳泡剂包括椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱chsb、由聚乙烯醇和硬脂酸钙形成的复合稳泡剂中的一种；
所述减水剂选取聚羧酸系高性能减水剂；
所述缓凝剂选取重量百分比的比值为1.2-1.8∶3.6-4.3∶1的葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠。
通过上述技术方案，经研究(综合试验)发现，在上述重量百分比范围内的a混合物与b混合物相互配合，进一步提高本申请中的外加剂的保水性、含气量、拉伸粘结强度，并延长开放时间。
本发明的目的二在于提供一种预拌砂浆外加剂的制备工艺。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种预拌砂浆外加剂的制备工艺，包括如下步骤：
s1，制取a混合物：称取相应重量百分比的水，开始搅拌，向水中依次缓慢加入相应重量百分比的增稠剂、减水剂、引气剂、稳泡剂，充分混合25-35min，制得a混合物；
s2，制取b混合物：称取相应重量百分比的水，开始搅拌，再向水中缓慢加入相应重量百分比的缓凝剂，搅拌均匀，制得b混合物。
通过上述技术方案，在制备过程中，将a混合物与b混合物分开制备，便于实现对不同类型的湿拌砂浆的性能的改善。在使用过程中，可选择a混合物作为外加剂进行使用，或者将a混合物与b混合物形成的共混物作为外加剂进行使用。
进一步优选为：所述步骤s1中的搅拌速度为800-1000rpm，所述步骤s2中的搅拌速度为300-400rpm。
通过上述技术方案，经研究(综合试验)发现，在上述搅拌条件下获得的a混合物与b混合物具有优异的混合均匀性，有助于实现整体的效果的稳定性。且在制备a混合物与b混合物的过程中，两者液相体系中的成分不同造成粘稠度不同，采用对应的搅拌速度，有助于降低能耗和可持续发展。
本发明的目的三在于提供一种预拌砂浆外加剂的应用方法。
为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：
一种预拌砂浆外加剂的应用方法，所述a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的1.0-3.0％，所述b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的0-5.0％。
通过上述技术方案，经研究(综合试验)发现，a混合物、b混合物在湿拌砂浆中的添加量根据湿拌砂浆中的凝胶材料判定。虽然a混合物可单独加入到湿拌砂浆中进行使用，也可与b混合物相互混合后加入到湿拌砂浆中进行使用，但后者的效果更好。
进一步优选为：所述湿拌砂浆包括如下重量份数的组分：
水泥80-130份；
煤灰35-45份；
河砂750-850份。
通过上述技术方案，经研究(综合试验)发现，本申请中的湿拌砂浆的使用范围是普通砂浆，在添加本申请中的外加剂后，可有效改善湿拌砂浆中的保水性、含气量、机械强度以及开放时间。
进一步优选为：所述a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.5-3.0％，所述b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的1.0-3.0％。
通过上述技术方案，经研究(综合试验)发现，在该范围内的a混合物、b混合物相互混合后形成的共混物可使湿拌砂浆的减水率、和易性保水率、含气量、拉伸粘结强度、开放时间。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过增稠剂、引气剂、稳泡剂、缓凝剂相互配合有助于提高湿拌砂浆的减水率以及和易性保水率，且有助于增加形成的混凝土的拉伸粘结强度；
2.有助于提高含气量，从而提高成型后的混凝土的抗冻性能；
3.采用a、b料双掺的方式可针对性地对凝结时间进行调节，轻松实现对湿拌砂浆的开放时间的控制；
4.本申请绿色环保，对人体和环境均无危害。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：预拌砂浆外加剂，包括的组分及其相应的重量百分比如表1所示，且a混合物、b混合物采用如下步骤制备获得：
s1，制取a混合物：称取相应重量百分比的水，开始搅拌，搅拌速度为800rpm，
向水中依次缓慢加入相应重量百分比的增稠剂(温轮胶)、减水剂(hg-pca600聚羧酸系高性能减水剂)、引气剂(引气剂ae-2)、稳泡剂(椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱chsb)，充分混合25-35min，制得a混合物；
s2，制取b混合物：称取相应重量百分比的水，开始搅拌，搅拌速度为300rpm，再向水中缓慢加入相应重量百分比的缓凝剂(重量百分比的比值为1.2∶3.6∶1的葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠形成的混合物)，搅拌均匀，制得b混合物。
与湿拌砂浆混合的过程中，a混合物、b混合物采用双掺的形式加入。其中，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.6％，而b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.0％。湿拌砂浆中的组分及相应的重量份数如表2所示。
实施例2-9：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，组分及其相应的重量百分比如表1所示，且实施例2中采用的减水剂为qs-8020聚羧酸高性能减水剂。
表1实施例1-9中组分及其相应的重量百分比
表2实施例1-9中湿拌砂浆的组分及相应的重量份数
实施例10：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂为聚丙烯酸酯共聚乳液。
实施例11：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂为淀粉。
实施例12：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂为羧甲基纤维素。
实施例13：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂为温轮胶、
聚丙烯酸酯共聚乳液，两者的重量份数比为2∶1。
实施例14：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂为温轮胶、
淀粉，两者的重量份数比为2∶1。
实施例15：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂为温轮胶、
羧甲基纤维素，两者的重量份数比为2∶1。
实施例16：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉，两者的重量份数比为1∶1。
实施例17：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括聚丙烯酸酯共聚乳液、羧甲基纤维素，两者的重量份数比为1∶1。
实施例18：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括淀粉、
羧甲基纤维素，两者的重量份数比为1：1。
实施例19：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括温轮胶、聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉，三者的重量份数比为2∶1∶1。
实施例20：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括温轮胶、聚丙烯酸酯共聚乳液、羧甲基纤维素，三者的重量份数比为2∶1∶1。
实施例21：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括温轮胶、淀粉、羧甲基纤维素，三者的重量份数比为2∶1∶1。
实施例22：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉、羧甲基纤维素，三者的重量份数比为1∶1∶1。
实施例23：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂包括温轮胶、聚丙烯酸酯共聚乳液、淀粉、羧甲基纤维素，四者的重量份数比为2∶1∶1∶1。
实施例24：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，引气剂为脂肪酸硫酸钠。
实施例25：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，引气剂为木质素磺酸钙。
实施例26：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，稳泡剂为由聚乙烯醇和硬脂酸钙形成的复合稳泡剂。
实施例27：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖，两者的重量百分比的比值为1.5∶3.8。
实施例28：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠，两者的重量百分比的比值为1.8∶1。
实施例29：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为白糖、六偏磷酸钠，两者的重量百分比的比值为3.6∶1。
实施例30：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠，重量百分比的比值为1.2∶4.3∶1。
实施例31：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠，重量百分比的比值为1.5∶3.8∶1。
实施例32：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠，重量百分比的比值为1.5∶3.6∶1。
实施例33：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠，重量百分比的比值为1.8∶4.3∶1。
实施例34：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠，重量百分比的比值为1.8∶4.0∶1。
实施例35：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的3.0％。
实施例36：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的1.0％，b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的3.0％。
实施例37：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.5％，b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的2.5％。
实施例38：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.6％，b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的2.5％。
实施例39：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.7％，b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的2.0％。
实施例40：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.8％，b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的3.0％。
实施例41：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的2.9％，b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的2.3％。
实施例42：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的3.0％，b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总质量的2.7％。
实施例43：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，引气剂的重量百分比为0。
实施例44：预拌砂浆外加剂，与实施例43的区别在于，稳泡剂的重量百分比为0。
实施例45：预拌砂浆外加剂，与实施例44的区别在于，减水剂的重量百分比为0。
实施例46：预拌砂浆外加剂，与实施例45的区别在于，缓凝剂的重量百分比为0。
实施例47：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，制备过程中，步骤s1中的转速为900rpm，步骤s2中的转速为350rpm。
实施例48：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，制备过程中，步骤s1中的转速为1000rpm，步骤s2中的转速为400rpm。
其中，引气剂ae-2购自科莱恩化工有限公司；hg-pca600聚羧酸系高性能减水剂为杭州构建新型材料有限公司，其主成分为聚羧酸。
对比例1：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，取94.1g水，依次加入缓凝剂2.5g、保水剂0.5g、增强剂1.0g启动搅拌使物料混合均匀，后缓慢加入引气剂1.8g和抗裂剂0.1，并充分搅拌后得a料；取96.7g水，依次加入减水剂3g和减缩剂0.3g，搅拌均匀后得b料。
其中，引气剂为十二烷基硫酸钠；所述的缓凝剂为焦磷酸钠和柠檬酸混合物，按质量比，焦磷酸钠∶柠檬酸＝1.6∶1.0；抗裂剂为羟丙基甲基纤维素；增强剂为三乙醇胺；保水剂为麦芽糊精；减水剂为聚羧酸高性能聚酯减水剂；抗裂剂为聚乙二醇。
对比例2-5：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，组分及其相应的重量百分比如表3所示。
表3对比例2-5中的组分及其相应的重量百分比
对比例6：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂中，葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠，重量百分比的比值为0.7∶1∶1。
对比例7：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，缓凝剂中，葡萄糖酸钠、白糖、六偏磷酸钠，重量百分比的比值为0.7∶3.5∶0.3。
对比例8：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，步骤s1中的搅拌速度为400rpm，所述步骤s2中的搅拌速度为100rpm。
对比例9：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，步骤s1中的搅拌速度为600rpm，所述步骤s2中的搅拌速度为150rpm。
对比例10：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，步骤s1中的搅拌速度为1200rpm，所述步骤s2中的搅拌速度为600rpm。
对比例11：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，所述a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的0.8％。
对比例12：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，所述a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的0.8％，所述b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的5.5％。
对比例13：预拌砂浆外加剂，与实施例1的区别在于，所述a混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的4.0％，所述b混合物的加入量为湿拌砂浆中胶凝材料总重量的6％。
综合试验
试验对象：选取水泥101kg、煤灰43kg、河砂805kg，加适量水搅拌均匀获得的湿拌砂浆作为空白样；选取实施例1-48中获得的外加剂加入到空白样中获得的湿拌砂浆作为试验样1-48；选取对比例1-13中获得的外加剂加入到空白样品中获得的湿拌砂浆作为对照样1-13。
试验方法：按照jgj/t223-2010、jg/t230-2007标准中的方法进行各项性能测定。
试验结果：空白样、试验样1-9中的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度如表4所示；试验样10-48中的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度如表5所示；对照样1-13中的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度如表6所示。
由表4、表5和表6可知，空白样中的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度均相应低于标准值，对照样1-48中，可同时满足较高的含气量和保水率，并且具有较长的开放时间，同时拉伸粘接强度也高出标准值，说明在试验样1-48中具有较为均匀且稳定的气泡含量，从而具有较好的抗冻性能，并且在混合形成湿拌砂浆后较长的时间范围内可达到良好的流动性，而不易发生凝结，从而延长了可操作的时间，便于长途运输或者长时间的施工现场使用。对照样1-13中，虽然试验样1具有较高的含气量和保水率，并且具有较长的开放时间，但其拉伸粘接强度较小，减小了形成的湿拌砂浆的使用范围。而对照样11虽然能达到与试验样1-48中较为相似的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度，但在生产相应的外加剂时，耗能大，易增加生产成本。其他的对照样难以同时满足较高的含气量、较长的开放时间、较高的保水率以及较高的拉伸粘接强度。
综上所述，上述区别说明，增稠剂、引气剂、稳泡剂、缓凝剂相互配合，且其中的不同种类的助剂相互配合，有助于改善形成的湿拌砂浆的保水率、拉伸粘结强度、含气量、抗冻性能、开放时间。
表4空白样、试验样1-9中的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度
表5空白样、试验样10-48中的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度
表6对照样1-13中的含气量、开放时间、保水率、拉伸粘接强度
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。