[发明专利]一种遇酸碱能快速变色的水泥砂浆及其挤出工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种遇酸碱能快速变色的水泥砂浆及其挤出工艺，属于环境保护领域。

背景技术

水泥基材料的着色效果主要是着色颜料和水泥浆的固有颜色混合的结果。然而，水泥基材料的变色却主要是由着色颜料的变化而引起的。

众所周知，酸碱指示剂是一种对酸和碱敏感的有机弱酸或弱碱。它们在溶液中能部分电离成离子和氢离子(或氢氧根离子)，并且对于不同的氢离子(或氢氧根离子)的浓度，电离程度也不同。由于结构上的变化，指示剂的分子和离子具有不同的颜色，因此当氢离子(或氢氧根离子)的浓度不同即酸碱度不同时，酸碱指示剂能够显示不同的颜色。

水泥砂浆是一种常用的建筑材料，具有原料价廉、成型简单、应用广泛等特点，因此将水泥砂浆作为酸碱指示剂的载体，可使水泥砂浆快速变色，将其用于河流、湖泊等水质的酸碱监测，从而扩展酸碱指示剂的使用范围。

发明内容

本发明的目的是结合显色剂对酸碱敏感的特点以及水泥砂浆适用范围广的特点，制备一种能遇酸碱快速变色的水泥砂浆，并设计一种挤出工艺，可用于水质酸碱性监测等环境保护领域。

为达到以上目的，本发明是采取如下方案予以实现的：

一种遇酸碱能快速变色的水泥砂浆，由下列组分配制而成：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、砂、聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝，所述的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、砂、聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝的质量比为100∶(0～400)∶(5～50)∶(50～120)∶(0.05～1)∶(0.03～0.8)∶(0.02～1.2)。

发明中的水泥是指标号为325、325R、425、425R、525、525R、625、625R硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥中的一种或几种。

本发明中的砂是指粒径小于0.5mm的中砂或细砂。

本发明中的聚乙烯醇缩丁醛是指其粘度为50～1000mPa·s(10wt％乙醇溶液，20℃)的聚乙烯醇缩丁醛。

一种遇酸碱能快速变色的水泥砂浆挤出工艺，包括下述步骤：

1)按硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、砂、聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝的质量比为100∶(0～400)∶(5～50)∶(50～120)∶(0.05～1)∶(0.03～0.8)∶(0.02～1.2)，称取原料；将水泥、砂分别过20目标准筛，并混合均匀；

2)将聚乙烯醇缩丁醛加入到无水乙醇中，在40～80℃下剧烈搅拌，时间为1～5小时，使之完全溶解，溶液的粘度为2～40泊；

3)将甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝按比例边搅拌边加入到上述溶液中，直至混合均匀；

4)在室温下，将上述混合溶液加入到水泥和砂的混合物中，不断搅拌直至混合均匀，得到挤出用物料；

5)将挤出用物料装入挤出机械，并连续挤出至凝固浴中，即可得到遇酸碱能快速变色的水泥砂浆。

上述工艺中甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝的加入方式为，依次逐个加入或者先将三者混合均匀再一起加入。

上述工艺中凝固浴为水或水与无水乙醇的混合物，无水乙醇在凝固浴中的质量含量为0～50％，凝固浴的温度为40～80℃。

本发明的工艺原理是：水泥砂浆中的甲基红遇酸变红，溴甲酚绿遇碱变绿，百里酚蓝遇碱变蓝，将甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝加入到水泥砂浆中后，水泥砂浆遇酸碱能明显变色，可用于监测水质的酸碱性。

本发明的特点是：以甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝为显色剂，以聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂，以无水乙醇为溶剂，在一定条件下将上述原料与水泥和砂混合得到水泥砂浆，将水泥砂浆连续挤出到凝固浴中，使其中的无水乙醇迅速溶解于凝固浴，聚乙烯醇缩丁醛作为连续相粘结水泥和砂，使水泥砂浆在凝固浴中得以迅速硬化，同时显色剂甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝也均匀的分散在水泥砂浆中，并且遇酸碱迅速变色。本发明可以使水泥砂浆遇酸碱迅速变色，能够实时监测水质的酸碱度变化。

本发明的优点是：

1、随着挤出到凝固浴中，水泥砂浆能迅速凝固。

2、水泥砂浆中的显色剂甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝遇酸碱迅速变色，能实时监测水质的酸碱度，可以应用于环境保护领域。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明所保护范围不限于此。此外应理解，在阅读了本发明讲述的内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。