CN101139191A - 一种高强度低吸水率水泥基板材浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高强度低吸水率水泥基板材浆料及其制备方法。该浆料利用自密实活性粉末混凝土的技术直接浇铸厚度为几毫米到十几毫米的板材，由水泥、硅灰、石英粉、砂、减水剂、防开裂剂和水按一定配比组合而成。本发明通过采用新型减水剂和合理配比，减少用水量，使得所配制的浇铸浆料的流动扩展度达到255mm以上(砂浆跳桌流动度截锥圆模，不振动)，可以直接浇铸所需厚度的板材，无需真空脱水和加压。所得板材密实，吸水率小于2％，大大低于目前市场上的各种纤维增强水泥板材(约20％)，抗折强度可以通过增强纤维的含量进行调节，可高于15～25MPa。本发明所用原料都为普通工业原料，简化了生产工艺，大大降低了生产成本，提高了产品质量，应用广泛。

Description

一种高强度低吸水率水泥基板材浆料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高强度低吸水率水泥基板材浆料及其制备方法。
背景技术
目前市场上的无机材料板材主要有石棉水泥板、GRC板、纤维增强硅钙板、玻镁板(玻纤增强氯氧镁水泥板)等。这些板材的通病是含水率和吸水率很大，大大限制了它们在室外和潮湿环境(例如地下室、地下通道和隧道)等地方的应用。为了弥补这种缺点，现在大多采用对上述板材进行防水处理的办法，工艺复杂，成本很高，而且不能根本解决问题。因为防水处理大多在工厂对板材表面进行，现场切割断面不能进行防水处理，仍然暴露了板材吸水以及随后的尺寸变化而导致的一系列问题。
另一方面，目前的纤维增强无机材料板材(水泥板、硅钙板、玻镁板等)生产工艺大多为抄取法，需要经过真空脱水和辊压密实工艺。
最后，采用低水灰比配制的高密实性水泥基材料，容易存在自干燥收缩的问题，具体到成型厚度较薄的板材时，容易引起板材翘曲开裂和碎裂。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高强度低吸水率水泥基板材浆料及其制备方法。
本发明提出的高强度低吸水率水泥基板材浆料，由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、防开裂剂和水组成，其组成配比如下：
组分      质量份
水泥      100
硅灰      20～30
石英粉    27～42
砂        100～120
按照水泥和硅灰的总和为100质量份计，减水剂为0.80～1.4质量份，防开裂剂为0.5～2质量份，水为22～27质量份。
本发明中，还可以加入钢纤维，钢纤维的加入按照强度等级要求添加，其加入量为浆料总体积的0％～2.5％。
本发明中，所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐之一种。
本发明中，所述硅灰为非凝聚硅灰，SiO2含量超过92％，优选用量为25质量份。
本发明中，所述石英粉，细度为300目以上，优选用量为37质量份。
本发明中，所述砂为石英砂或黄砂等中任一种，石英砂细度为30～70目；普通黄砂可以过0.63mm筛即可。优选用量为110质量份。
本发明中，所述减水剂为聚羧酸盐减水剂，减水剂用量按照其固体含量计，优选用量为水泥和硅灰总质量的1.0-1.2％。
本发明中，所述防开裂剂为聚乙二醇，分子量为1000～1600，优选用量为水泥和硅灰总质量的1％。
本发明中，所述钢纤维为符合标准JG/T3064-1999的混凝土用钢纤维，如断面0.25×0.25mm，长13mm的钢纤维。
本发明提出的高强度低吸水率水泥基板材浆料的制备方法，其具体步骤如下：
(5)按要求称量各组分，将水泥、砂、硅灰、石英粉及防开裂剂倒入搅拌锅中，干拌0.8-1.5min；
(6)向步骤(1)所得的混合料中加入减水剂和一半用水量，搅拌2-4min；
(7)向步骤(2)所得的混合物中加入剩余部分水，搅拌2-4min；
(8)若需加入钢纤维，则向步骤(3)中加入一半钢纤维用量，搅拌2-5min，接着再加入剩下钢纤维，搅拌2-4min，即得所需产品。
本发明具有如下的优点：
1、本发明的浆料采用低水胶比配制，且具有自流平、自密实特性，板材成型工艺中无需真空脱水和辊压密实过程。
2、由于本发明的浆料中采用了防开裂剂，避免了低水胶比水泥基材料固有的自干燥收缩所导致的板材翘曲开裂问题。
3、由于本发明的原材料全部采用大量生产的市售成品，所以原材料易得，适合于广泛应用。
本发明可以直接浇铸所需厚度的板材，无需真空脱水和辊压密实过程，而且采用防开裂剂防止了浇铸板材的翘曲和开裂问题。根据所用增强纤维不同，可以直接拌合或者撒布埋置于浆体中，简化了生产工艺。所用浇铸水泥浆料通过特殊配方，密实性高、吸水率低，所得板材无需进行防水处理就可以用于室外等潮湿场合。本发明用途广泛，如可以用作各种幕墙、室内外装饰板和复合墙体材料(如复合保温墙体)的基材。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。所述材料性能由直接浇铸成型的8mm厚的板材测定。
实施例1：使用普通硅酸盐水泥配制的浆料和板材。原材料及规格见表1，材料配比及性能见表2。
表1
  材料   规格或牌号   来源
  水泥   PO 42.5普硅硅酸盐水泥   上海海豹水泥集团
  硅灰   EM920U   埃肯国际贸易上海有限公司
  石英粉   320目   安徽凤阳凤城粉体材料有限公司
  石英砂   30～70目   安徽凤阳凤城粉体材料有限公司
  钢纤维   断面0.25×0.25mm，长13mm，符合标准JG/T3064-1999。   上海青浦商榻金属纤维厂生产
  减水剂   PC新型混凝土高效减水剂；pH值中性；固含量40％；粘度(涂-4杯)40s   上海澳申建筑化学科技有限公司
  防开裂剂   聚乙二醇，分子量1000
表2使用普通硅酸盐水泥配制的浆料和板材(质量份)
  项目   配比1   配比2   比较例
材料用量(质量份)   水泥   100   100   100
  硅灰   20   20   20
  石英粉   27   27   27
  石英砂   120   120   120
减水剂(按固体计) 0.96(按照水泥和硅灰的总质量计为0.8％) 0.96(按照水泥和硅灰的总质量计为0.8％)   0.96(按照水泥和硅灰的总质量计为0.8％)
  防开裂剂   0.6   0.6   0
  钢纤维(按体积计)   0   1％   0
  水   26.4   26.4   26.4
 (按照水泥和硅灰的总质量计为22％)  (按照水泥和硅灰的总质量计为22％)   (按照水泥和硅灰的总质量计为22％)
  性能   板材外观  平整  平整   翘曲开裂
  标养28d抗折强度/  14.7  16   /
  90℃热水养护3d抗折强度/MPa 22 22 /
  板材吸水率  1.6  1.7   /
实施例2：使用硅酸盐水泥配制的配制的浆料和板材，所用材料规格及生产厂家见表3，材料配比和性能见表4。
表3
  材料   规格或牌号   来源
  水泥   P II 52.5R   嘉新京阳水泥
  硅灰   EM920U   埃肯国际贸易上海有限公司
  石英粉   320目   安徽凤阳凤城粉体材料有限公司
  黄砂   过0.63mm筛   普通黄砂
  减水剂   GLENIUM SP-8CN   上海麦斯特建材有限公司
  防开裂剂   聚乙二醇，分子量1600
表4使用硅酸盐水泥配制的浆料和板材及其比较例
  项目   配比3   比较例
  材料用量(质量份)   水泥   100   100
  硅灰   25   25
  石英粉   42   42
  黄砂   100   100
减水剂(按固体计) 1.75(按照水泥和硅灰的总质量计为1.4％)   1.75(按照水泥和硅灰的总质量计为1.4％)
  钢纤维(按体积计)   2.5   1
  防开裂剂   1.25   0
水 33.8(按照水泥和硅灰的总质量计为27％)   33.8(按照水泥和硅灰的总质量计为27％)
  性能   板材外观   平整   开裂
  标养28d抗折强度/   ＞25   /
  90℃热水养护3d抗折强度/MPa ＞25 /
  板材吸水率   1.8   /
实施例3：原材料规格见表1，材料配比和性能见表5。
表5使用普通硅酸盐水泥配制的浆料和板材
  项目   配比4
 材料用量(质量份)   水泥   100
  硅灰   25
  石英粉   37
  石英砂   110
减水剂(按固体计)   1.5(按照水泥和硅灰的总质量计为1.2％)
  钢纤维(按体积计)   1.5
  防开裂剂(分子量1300)   2.0
水   29.4(按照水泥和硅灰的总质量计为23.5％)
 性能   板材外观   平整无裂纹
  标养28d抗折强度/   23
  90℃热水养护3d抗折强度/MPa ＞25
  板材吸水率   1.9
从实施例1-实施例3可知，按照本发明的配比和制备工艺制备的浆料，其流动扩展度(利用跳桌流动度的截锥圆模测试，但不振动)超过250mm，具备自密实性能，制品成型时无需振捣。制品在常温常湿条件下1d脱模后浸在常温水中养护至28d，板材抗折强度超过15MPa；若用90℃蒸汽养护3d，板材抗折强度超过20MPa；是一种易于成型的高强材料。此外，所得板材吸水率小于2％，无需进行防水处理，就可用于室外等潮湿条件场合。

Claims (5)

1.一种高强度低吸水率水泥基板材浆料，其特征在于由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、防开裂剂和水组成，其组成配比如下：
组分    质量份
水泥    100
硅灰    20～30
石英    27～42
砂      100～120
按照水泥和硅灰的总和为100质量份计，减水剂为0.80～1.4质量份，防开裂剂为0.5～2质量份，水为22～27质量份。
2.根据权利要求1所述的高强度低吸水率水泥基板材浆料，其特征在于还加入钢纤维，钢纤维的加入量为浆料总体积的0％～2.5％。
3.根据权利要求1所述的高强度低吸水率水泥基板材浆料，其特征在于所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐之一种；所述石英粉细度为300目以上；所述砂为石英砂或黄砂中任一种，石英砂细度为30～70目；黄砂过0.63 mm筛即可；所述减水剂为聚羧酸盐减水剂；所述防开裂剂为聚乙二醇，分子量为1000～1600。
4.根据权利要求2所述的高强度低吸水率水泥基板材浆料，其特征在于所述钢纤维为符合标准JG/T3064-1999的混凝土用钢纤维。
5.一种如权利要求2所述的高强度低吸水率水泥基板材浆料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)按要求称量各组分，将水泥、砂、硅灰、石英粉及防开裂剂倒入搅拌锅中，干拌0.8-1.5min；
(2)向步骤(1)所得的混合料中加入减水剂和一半用水量，搅拌2-4min；
(3)向步骤(2)所得的混合物中加入剩余部分水，搅拌2-4min；
(4)若需加入钢纤维，则向步骤(3)中加入一半钢纤维用量，搅拌2-5min，接着再加入剩下钢纤维，搅拌2-4min，即得所需产品。
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