CN101182139A - 一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥 - Google Patents

一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥 Download PDF

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杨医博
梁松
莫海鸿
陈尤雯
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明公开了一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥。以质量百分比计,该砌筑水泥由21~98.99%硅酸盐水泥熟料、0~50%混合材料、1~12%石膏、0.01~2%纤维素醚以及0~15%其它助剂组成。本发明通过掺加高保水性材料纤维素醚,大幅提高砌筑水泥的保水性,同时通过突破原有砌筑水泥中混合材料用量不小于50%的局限,降低混合材料的用量为50%以下来提高新型砌筑水泥的强度。制备的砌筑水泥的强度较高,可以制备12.5、22.5、52.5R、62.5、62.5R等强度等级的砌筑水泥,解决了用低品位混合材料制备高保水性砌筑水泥以及用12.5和22.5等低强度等级的砌筑水泥制备高强度等级建筑砂浆的难题。

Description

一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥
技术领域
本发明属于砌筑水泥领域,具体涉及一种同时具有较高强度和保水性的新 型砌筑水泥。 背景技术
砌筑水泥主要用于砌筑和抹面砂浆以及垫层混凝土,根据国家标准
GB/T3183-2003《砌筑水泥》的要求,砌筑水泥是由一种或一种以上的混合材 料、硅酸盐水泥熟料和石膏,经磨细制成的工作性较好的水硬性胶凝材料,砌 筑水泥中混合材料用量应大于50%,砌筑水泥的保水率应不低于80%。
传统的砌筑水泥主要是配合普通烧结砖使用的,由于砌筑水泥的保水率不 高,烧结普通砖使用前需经过浇水处理(也称湿法施工),以便增加砂浆和砖 的粘结力。由于普通烧结砖是烧结制品,其失水引起的变形很小,因此采用这 种湿法施工工艺不会引起墙体的开裂和空鼓。
当采用新型墙体材料后,由于传统砌筑水泥保水性不足,施工时仍需湿法 施工工艺。由于新型墙体材料多是混凝土制品,其失水引起的变形较大。湿法 施工工艺会增加新型墙体材料的含水率, 一方面会导致内墙易结露和受潮发 霉,另一方面会增加新型墙体材料的干縮值,从而导致抹面砂浆出现开裂和空 鼓等问题。
由于现有的砌筑水泥有上述缺点,所以在工程中应用很少,往往是采用普 通硅酸盐水泥代替砌筑水泥进行砌筑和抹面,希望以较高的砂浆强度来增加砂
浆与墙体材料的粘结力。采用普通硅酸盐水泥虽然能提高砂浆的抗压强度,但 由于普通硅酸盐水泥的保水性与砌筑水泥近似,采用普通硅酸盐水泥也无法解 决抹面砂浆出现开裂和空鼓等现象。
为解决新型墙体材料抹面砂浆的开裂和空鼓问题,市场上出现了一些专用 外加剂,这些外加剂通常和普通硅酸盐水泥配合使用,在施工现场添加。由于 这些外加剂有增强砂浆保水性的能力,所以施工前无需对新型墙体材料进行湿 水处理(也称干法施工),从而大大改善了抹面砂浆的开裂和空鼓问题。但这些 外加剂通常价格较高,而且外加剂掺量较少,在工地现场加入外加剂的方法很 难保证外加剂用量的准确性,从而难以保证砂浆的质量;另外,外加剂与水泥 还存在相容性问题,这些问题的存在使得专用外加剂难以大面积推广应用。由 于还是使用普通硅酸盐水泥(水泥中混合材料用量不超过15%),也不符合可 持续发展的要求。
为解决上述问题,申请人开发了申请号为200610035113.0的高保水性的新 型砌筑水泥,采用在传统砌筑水泥组成中添加纤维素醚(也可同时添加其他助 剂)的方法提高砌筑水泥的保水性(保水率超过90%),并根据水泥性能要求 对混合材料的种类和用量进行优化,其中混合材料的用量为50〜93%。但由于 高保水性的新型砌筑水泥中混合材料用量大,而且掺加了纤维素醚,因此新型 砌筑水泥强度较低,水泥强度等级为12.5级和22.5级。当受到当地原材料限制 而不得不采用质量较差的混合材料时,则只能生产12.5级的水泥,有时甚至12.5 级的强度等级也难以达到。
此外,实际应用中除了要求采用低强度等级的砂浆外,在砌筑较高强度等 级的墙体材料时,也需要采用较高强度砌筑砂浆和抹面砂浆。由于砂浆中水胶
比较大,通常砂浆的强度仅为水泥强度的一半左右,即用12.5和22.5强度等级 的水泥只能制备M5和M10等级的砂浆,用其制备M15以上的高强度砂浆时 较为困难,而且胶凝材料用量较大,不利于环境保护,因此有必要制备具有较 高强度等级和高保水性的新型砌筑水泥。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种具有较高强度 和保水性的新型砌筑水泥。通过掺加高保水性材料纤维素醚,大幅提高砌筑水 泥的保水性,同时通过突破原有砌筑水泥中混合材料用量不小于50%的局限, 在降低混合材料的用量为50%以下实现提高新型砌筑水泥的强度。
采用这种较高强度和保水性的新型砌筑水泥, 一方面可以方便的制备出较 高强度的砌筑砂浆、抹面砂浆、地面砂浆和防水砂浆;另一方面可以利用新型 墙体材料的干法施工工艺来解决新型墙体材料砌体的开裂和空鼓问题,同时起 到环保利废、降低成本、简化施工环节和保证施工质量的作用。
本发明目的通过如下技术方案实现:
一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥,以质量百分比计,由如下物质组
成:
硅酸盐水泥熟料
混合材料
石膏
纤维素醚 其它助剂
21〜98.99 0〜50 1〜12 0.01〜2 0〜15
所述所述混合材料选自粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料、硅灰、 偏高岭土、沸石、钢渣、粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化电炉磷渣、 化铁炉渣、粒化碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿渣、石灰石、砂岩、废陶瓷、钡渣
和窑灰中的一种或多种;
所述其它助剂为有机增稠剂、无机增稠剂、吸水剂、助磨剂、可再分散乳胶 粉、减水剂、引气剂、速凝剂、缓凝剂、早强剂、触变润滑剂、消泡剂、疏水 剂、膨胀剂、减縮剂、激发剂、颜料和纤维中的一种或多种。吸水剂为高吸水 树脂。
当采用粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、沸石、钢渣、粒化精炼铬铁渣、 粒化增钙液态渣、粒化电炉磷渣、化铁炉渣、粒化碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿 渣、石灰石、砂岩、废陶瓷、钡渣等作为混合材料时,优选将其单独粉磨,并 将其比表面积控制在100〜2000m2/kg内。
所述有机增稠剂为淀粉或改性淀粉、淀粉醚、琼胶、阿拉伯胶、大豆胶、 瓜尔胶及其衍生物、木聚糖、黄原胶等多糖以及聚乙烯醇、聚丙稀酰胺、聚丙 稀酸、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚马来酸酐、聚乙烯吡咯烷酮、 聚马来酸酐等聚合类树脂中的一种或多种。所述无机增稠剂为为黏土、膨润土、 蒙脱土和海泡石中的一种或多种。
所述激发剂为硫酸铝、硫酸钠、生石灰粉、消石灰粉和干电石渣中的一种 或多种。
以质量百分比计,所述混合材料用量优选为大于15%。 所述的纤维素醚选自甲基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤 维素醚、羟乙基纤维素醚、乙基羟乙基纤维素醚、甲基乙基羟乙基纤维素醚、
疏水改性的乙基羟乙基纤维素醚、疏水改性的羟乙基纤维素醚、磺乙基甲基羟 乙基纤维素醚、磺乙基甲基羟丙基纤维素醚和磺乙基羟乙基纤维素醚中的一种 或多种。
本发明的新型砌筑水泥的优点如下:
(1) 采用本发明制备的新型砌筑水泥的强度较高,不仅可制备12.5和22.5 强度等级的砌筑水泥,而且可以制备32.5、 32.5R、 42.5、 42.5R、 52.5、 52.5R、 62.5、 62.5R等强度等级的砌筑水泥,从而解决了用低低品位混合材料制备高保 水性砌筑水泥以及用12.5和22.5等低强度等级的砌筑水泥制备高强度等级建筑 砂浆的难题。
(2) 本发明使用容易,只要控制新型砌筑水泥、水和砂的比例,就可以很 方便的配制出高强度和高保水性的普通建筑砂浆(含砌筑砂浆、抹面砂浆、地 面砂浆和防水砂浆等),可用于新型墙体材料的干法施工。
(3) 采用本发明,可降低建筑砂浆的价格。由于新型砌筑水泥是由水泥厂 规模化进行生产,可以通过充分利用当地原材料(特别是可采用多种工业废弃 物作为混合材料),从而可最大程度的降低普通建筑砂浆的价格。
(4) 采用本发明,可促进散装水泥的推广,减少水泥包装袋的消耗。
(5) 采用本发明,可采用干法施工工艺, 一方面减少了水资源的消耗,另 一方面可解决新型墙体材料砌体的开裂和空鼓问题,从而大幅节约建筑物维修 成本,减少房地产开发商和业主的矛盾,经济效益和社会效益非常显著。 具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面通过实施例对本发明作进一步阐述,但并不 限制本发明的保护范围。
根据所选择的原材料种类,可以选择所有材料共同粉磨、部分材料单独粉 磨后再共同粉磨、部分材料单独粉磨后再和其他材料混合、部分材料共同粉磨 后再和其他材料混合等方法进行生产。
实施例1
原材料质量比为硅酸盐水泥熟料:炉渣:二水石膏:甲基羟乙基纤维素醚 =48: 45: 6.5: 0.5。将硅酸盐水泥熟料、炉渣和二水石膏按比例配合,用球磨
机磨至80微米筛余为3.6%,再用混合机将其与纤维素醚混合,即制备得到砌
筑水泥。其性能测试值见表l。
实施例2
原材料的质量比为硅酸盐水泥熟料:钢渣粉:粉煤灰:二水石膏:甲基羟 丙基纤维素醚:淀粉醚=60: 20: 17: 2.5: 0.3: 0.2。先将钢渣单独粉磨到比
表面积为300m2/kg,再将硅酸盐水泥熟料、钢渣粉:粉煤灰和二水石膏按比例 配合,用球磨机磨至80微米筛余为2.8%,再用混合机将其与纤维素醚和淀粉 醚混合,即制备得到砌筑水泥。其性能测试值见表l。 实施例3
原材料质量比为硅酸盐水泥熟料:粒化高炉矿渣:二水石膏:羟乙基纤维 素醚:淀粉醚:黏土:消石灰粉:助磨剂=65: 24: 8: 0.3: 0.2: 0.5: 1.8: 0.2,
助磨剂为三乙醇胺。先将粒化高炉矿渣单独粉磨到比表面积为400m"kg,再将 硅酸盐水泥熟料、黏土、 二水石膏和助磨剂按比例配合,用球磨机磨至80微米 筛余为3.6%,再用混合机将其混合,即制备得砌筑水泥。其性能测试值见表1。 实施例4
原材料质量比为硅酸盐水泥熟料:粉煤灰:二水石膏:甲基羟丙基纤维素醚:减水剂:引气剂:可再分散乳胶粉:颜料:纤维=69: 16: 10: 0.07: 0.3: 0.03: 3: 3: 0.6。先将硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和二水石膏按比例配合,用球
磨机磨至80微米筛余为5.0%,再用混合机将全部材料混合,即制备得砌筑水
泥。其性能测试值见表l。
原材料质量比为硅酸盐水泥熟料:火山灰质混合材料:二水石膏:甲基乙 基羟乙基纤维素醚:聚乙烯醇、消泡剂=85: 10: 4.6: 0.30: 0.05: 0.05。将材
料按比例配合,用球磨机磨至80微米筛余为2.4%,即制备得砌筑水泥。其性
能测试值见表l。
实施例6
原材料质量比为硅酸盐水泥熟料:石灰石:二水石膏:甲基羟乙基纤维素 醚:磺乙基甲基羟乙基纤维素醚:淀粉:助磨剂=89: 4: 5: 1.0: 0.5: 0.3: 0.2。先将硅酸盐水泥熟料、石灰石和二水石膏按比例配合,用球磨机磨至80
微米筛余为3.6%,再用混合机将全部材料混合,即制备得砌筑水泥。其性能测
试值见表1 。
实施例7
原材料质量比为硅酸盐水泥熟料:粒化高炉矿渣粉:钢渣粉:二水石膏: 甲基羟丙基纤维素醚:淀粉醚:触变润滑剂:消石灰粉:膨胀剂=35: 18: 30: 5: 0.5: 0.1: 0.1: 1.3: 10。先将粒化高炉矿渣粉磨至比表面积为400m2/kg, 将钢渣粉磨至比表面积为370m2/kg,将硅酸盐水泥熟料和二水石膏按比例配合, 用球磨机磨至80微米筛余为3.6%,再用混合机将全部材料混合,即制备得砌 筑水泥。其性能测试值见表l。
由实施例可见,新型砌筑水泥的细度、凝结时间、安定性等性能指标分别
满足砌筑水泥要求,保水率都超过90%,强度等级分别达到《砌筑水泥》、《普 通硅酸盐水泥》和《硅酸盐水泥》中22.5、 32.5、 42.5、 52.5和62.5的要求。
表1实施例1〜7制备的新型砌筑水泥性能
<table>table see original document page 11</column></row> <table>根据水泥成分的特点,本发明还可以用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿
渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、
石灰石硅酸盐水泥、砌筑水泥、钢渣矿渣水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐
水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、低热微膨胀水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、低热钢
渣矿渣水泥、道路硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、磷渣硅酸
盐水泥等水泥取代部分或者全部的硅酸盐水泥熟料、混合材料、石膏和其它助
剂。也可用复合混合材料或者复合助剂取代全部或部分的混合材料、石膏、纤 维素醚和其它助剂。
如上所述即可较好实施本发明。

Claims (6)

1.一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥,其特征在于,以质量百分比计,由如下物质组成: 硅酸盐水泥熟料 21~98.99% 混合材料 0~50% 石膏 1~12% 纤维素醚 0.01~2% 其它助剂 0~15% 所述混合材料选自粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料、硅灰、偏高岭土、沸石、钢渣、粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化电炉磷渣、化铁炉渣、粒化碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿渣、石灰石、砂岩、废陶瓷、钡渣和窑灰中的一种或多种; 所述其它助剂为有机增稠剂、无机增稠剂、吸水剂、助磨剂、可再分散乳胶粉、减水剂、引气剂、速凝剂、缓凝剂、早强剂、触变润滑剂、消泡剂、疏水剂、膨胀剂、减缩剂、激发剂、颜料和纤维中的一种或多种。
2、 根据权利要求1所述的具有较高强度和保水性的砌筑水泥,其特征在于 所述有机增稠剂为淀粉或改性淀粉、淀粉醚、琼胶、阿拉伯胶、大豆胶、瓜尔 胶及其衍生物、木聚糖、黄原胶等多糖以及聚乙烯醇、聚丙稀酰胺、聚丙稀酸、 聚甲基丙烯酸、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚马来酸酐、聚乙烯吡咯垸酮、聚马 来酸酐等聚合类树脂中的一种或多种。
3. 根据权利要求1所述的具有较高强度和保水性的砌筑水泥,其特征在于 所述无机增稠剂为为黏土、膨润土、蒙脱土和海泡石中的一种或多种。
4. 根据权利要求1所述的具有较高强度和保水性的砌筑水泥,其特征在于 所述激发剂为硫酸铝、硫酸钠、生石灰粉、消石灰粉和干电石渣中的一种或多 种。
5. 根据权利要求1所述的具有较高强度和保水性的砌筑水泥,其特征在于, 以质量百分比计,所述混合材料用量大于15%。
6. 根据权利要求1所述的具有较高强度和保水性的砌筑水泥,其特征在于 所述的纤维素醚选自甲基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤维素 醚、羟乙基纤维素醚、乙基羟乙基纤维素醚、甲基乙基羟乙基纤维素醚、疏水 改性的乙基羟乙基纤维素醚、疏水改性的羟乙基纤维素醚、磺乙基甲基羟乙基 纤维素醚、磺乙基甲基羟丙基纤维素醚和磺乙基羟乙基纤维素醚中的一种或多 种。
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