CN101514091B - 气泡轻质混凝土双组分砂浆 - Google Patents

气泡轻质混凝土双组分砂浆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气泡轻质混凝土双组分砂浆，包括如下重量份的组分：普通水泥85～95份，硫酸铬钾0.3～0.5份，甲酸钙0.1～0.3份，胶冻乳液30～60份，水2～25份。本发明的气泡轻质混凝土双组分砂浆是多用性砂浆，通过调节轻质土中的气泡量，既可以用于隧道、高速公路、地铁、重大工程的填土和道路修补；也可以制成轻质混凝土专用砌砖；而且也适用作保温砂浆；使用方便，浇筑过程中可以缩短工期，经济实惠，是真正的环保型新材料。

Description

气泡轻质混凝土双组分砂浆
技术领域
本发明涉及一种混凝土砂浆。
背景技术
随着国家经济的高速发展，公路和隧道建设，尤其是大城市的地铁工程也在蓬勃发展。在公路与隧道的大发展中，也存在着一些有待解决的技术难题，如软地基地段的桥头跳车问题、高填土路堤的边坡稳定问题、严寒地区的冻融破坡问题，以及隧道工程的维修与填土等等。攻克技术难关必须依靠科技进步，采用先进技术，包括新材料的应用。最近几年气泡轻质混凝土在国内被越来越重视，已广泛应用于公路和隧道建设中，作为一个新型材料有非常好的前景。但气泡轻质混凝土的气泡稳定问题和憎水问题到目前为止，还没有得到真正解决，气泡轻质混凝土的气泡稳定问题使施工受到限制，尤其是在浇筑和管道输送过程中混凝土中的气泡损失更大，同时为了使砂浆有更好的憎水性，必须加入一定的憎水剂，而目前常用的憎水剂中需要加入一些添加剂，如乳化剂等，不利于气泡的稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气泡轻质混凝土双组分砂浆，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的气泡轻质混凝土双组分砂浆，包括如下重量份的组分：
普通水泥        85～95份
硫酸铬钾        0.3～0.5份
甲酸钙          0.1～0.3份
胶冻乳液        30～60份
水              2～25份
根据实际应用需要，组分中还可加入0.5～1重量份的杀菌剂如苯酚等。
所述普通水泥指的是普通硅酸盐水泥，如牌号为象牌的普通硅酸盐水泥等；
所述胶冻乳液为明胶、水和憎水剂的混合物，明胶与水的重量比为5～10∶50，憎水剂与明胶的重量比为1～2∶10。
所述憎水剂为高级脂肪酸钙，优选C16～C22的饱和脂肪酸钙，粒径优选5～100nm，可采用高旭化工有限公司公司牌号为ZS-185的产品；
所述的明胶优选为动物类明胶。
所述胶冻乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将明胶溶解在水中获得明胶溶液，重量固含量为5～10％；
(2)将步骤(1)的部分明胶溶液与憎水剂混合，在30～40个大气压下(3×1.01325×106～4×1.01325×106帕斯卡)均质，将憎水剂的粒度控制在5～100nm，然后将其与步骤(1)的明胶溶液混合，制成胶冻乳液；
步骤(2)中的明胶的重量含量为3～5％；
本发明的气泡轻质混凝土双组分砂浆的制备方法，为常规的物理混合方法，将各个组分混合，搅拌即可。
本发明的气泡轻质混凝土双组分砂浆采用天然的动物明胶作为原料制成胶冻乳液，又在胶冻乳液中复合了有机物憎水剂进行了改性，使胶冻乳液均匀混合在水泥砂浆之中，明胶本身是一种优良的发泡剂，胶冻乳液对气泡轻质混凝土中气泡有非常好的保护性，尤其是在浇筑和管道输送过程中，气泡损失量少，使气泡轻质混凝土的容重非常稳定.明胶与硫酸铬钾发生交联反应，在砂浆水化后能够形成一种稳定的胶膜，使轻质混凝土结构牢固，提高了抗压强度，增强了与其他水泥基体的粘接力，取代了高分子聚合物乳液，消除了高分子聚合物乳液中所含表面活性剂对气泡稳定性的影响，由于憎水剂吸附在表面，砂浆有优良的憎水性。采用硬脂酸钙作为憎水剂，可以显著降低成本。憎水剂粒径控制在5～100nm，可以扩大硬脂酸钙比表面积，增加它在砂浆中的表面吸附面积提高憎水效果。
本发明的气泡轻质混凝土双组分砂浆是多用性砂浆，通过调节轻质土中的气泡量，既可以用于隧道、高速公路、地铁、重大工程的填土和道路修补；也可以制成轻质混凝土专用砌砖；而且也适用作保温砂浆；使用方便，浇筑过程中可以缩短工期，经济实惠，是真正的环保型新材料。
具体实施方式
对比例1
普通水泥  46000克、水  26000克。
实施例1
步骤一：在常温条件下将5000克明胶沉浸在50000克去离子水中，浸胶20分钟后再加热至50℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解。明胶与水的重量比为5∶50。
步骤二：在常温条件下将300克明胶沉浸在6700克去离子水中，浸胶20分钟后再加热至50℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解，后加入高级脂肪酸钙3000克。搅拌1小时，然后通过高压均质机在40个大气压下(4×1.01325×106帕斯卡)均质二次，得到平均粒径为5nm的高级脂肪酸钙。所述的高级脂肪酸钙为C16饱和脂肪酸钙。明胶溶液为3％(重量)，高级脂肪酸钙的含量为30％(重量)。
将步骤一溶液15000克与步骤二溶液2000克二者混合后搅拌1小时，再加入杀菌剂30毫升，制成胶冻乳液。
将普通水泥46000克，甲酸钙138克，硫酸铬钾138克和水11000克搅拌混合，即可获得产品。
实施例2
步骤一：在常温条件下将10000克明胶沉浸在50000克去离子水中，浸胶25分钟后再加热至60℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解。明胶与水的重量比为10∶50。
步骤二：在常温条件下将500克明胶沉浸在7000克去离子水中，浸胶25分钟后再加热至50℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解，后加入高级脂肪酸钙2500克。搅拌30分钟，然后通过高压均质机在38个大气压下(3.8×1.01325×106帕斯卡)均质二次，得到平均粒径为23nm的高级脂肪酸钙。所述的高级脂肪酸钙为C17饱和脂肪酸钙。明胶溶液为5％(重量)，高级脂肪酸钙的含量为25％(重量)。
将步骤一溶液20000克与步骤二溶液3000克二者混合后搅拌1小时，再加入杀菌剂30毫升，制成胶冻乳液。
将通水泥44000克，甲酸钙90克，硫酸铬钾230克和水6000克搅拌混合，即可获得产品。
实施例3
步骤一：在常温条件下将7500克明胶沉浸在50000克去离子水中，浸胶30分钟后再加热至50℃，搅拌45分钟，待明胶充分溶解。明胶与水的重量比为7.5∶50。
步骤二：在常温条件下将400克明胶沉浸在6100克去离子水中，浸胶30分钟后再加热至50℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解，后加入硬脂酸钙3500克。搅拌45分钟，然后通过高压均质机36个大气压下(3.6×1.01325×106帕斯卡)均质二次，得到平均粒径为35nm的高级脂肪酸钙。所述的高级脂肪酸钙为C18饱和脂肪酸钙。明胶溶液为4％(重量)，高级脂肪酸钙的含量为35％(重量)。
将步骤一溶液25000克与步骤二溶液2500克二者混合后搅拌1小时，再加入杀菌剂30毫升，制成胶冻乳液。
将普通水泥42000克，甲酸钙49克，硫酸铬钾190克和水1000克搅拌混合即可。
实施例4
步骤一：在常温条件下将6000克明胶沉浸在50000克去离子水中，浸胶20分钟后再加热至50℃，搅拌45分钟，待明胶充分溶解。明胶与水的重量比为6∶50。
步骤二：在常温条件下将50克明胶沉浸在6000克去离子水中，浸胶20分钟后再加热至50℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解，后加入硬脂酸钙3500克。搅拌45分钟，然后通过高压均质机在34个大气压下(3.4×1.01325×106帕斯卡)均质二次，得到平均粒径为62nm的高级脂肪酸钙。所述的高级脂肪酸钙为C19饱和脂肪酸钙。明胶溶液为5％(重量)，高级脂肪酸钙的含量为35％(重量)。
将步骤一溶液18000与步骤二溶液1800克二者混合后搅拌1小时，再加入杀菌剂30毫升，制成胶冻乳液。
将普通水泥46000克，甲酸钙80克，硫酸铬钾200克和水8500克搅拌混合即可。
实施例5
步骤一：在常温条件下将9000克明胶沉浸在50000克去离子水中，浸胶25分钟后再加热至50℃，搅拌45分钟，待明胶充分溶解。明胶与水的重量比为9∶50。
步骤二：在常温条件下将300克明胶沉浸在7200克去离子水中，浸胶25分钟后再加热至50℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解，后加入硬脂酸钙2500克。搅拌45分钟，然后通过高压均质在32个大气压下(3.2×1.01325×106帕斯卡)均质二次，得到平均粒径为85nm的高级脂肪酸钙。所述的高级脂肪酸钙为C20饱和脂肪酸钙，明胶溶液为3％(重量)，高级脂肪酸钙的含量为25％(重量)。
将步骤一溶液22000克与步骤二溶液2800克二者混合后搅拌1小时，再加入杀菌剂30毫升，制成胶冻乳液。
将普通水泥42000克，甲酸钙110克，硫酸铬钾160克和水5000克搅拌混合即可。
实施例6
步骤一：在常温条件下将8000克明胶沉浸在50000克去离子水中，浸胶30分钟后再加热至50℃，搅拌45分钟，待明胶充分溶解。明胶与水的重量比为8∶50。
步骤二：在常温条件下将350克明胶沉浸在6250克去离子水中，浸胶30分钟后再加热至50℃，搅拌30分钟，待明胶充分溶解，后加入硬脂酸钙3500克。搅拌45分钟，然后通过高压均质机在30个大气压下(3×1.01325×106帕斯卡)均质二次，得到平均粒径为100nm的高级脂肪酸钙。所述的高级脂肪酸钙为C22饱和脂肪酸钙，明胶溶液为3.5％(重量)，高级脂肪酸钙的含量为35％(重量)。
将步骤一溶液28000克与步骤二溶液1500克二者混合后搅拌1小时，再加入杀菌剂30毫升，制成胶冻乳液。
将普通水泥44000克，甲酸钙120克，硫酸铬钾210和水500克搅拌混合即可。
实施例7
一、将实施例2～6的砂浆再加气泡89升(密度50克/升)，混合均匀后根据《气泡混合轻质填土新技术》(人民出版社出版)一书中的方法制成各类模具；
所述气泡指的是指：水加入一定量的发泡剂后，再通过泡沫发生器，将其全部生成气泡，发泡剂与水的比例为1∶20，气泡的密度为50克/升，加入方式可采用《气泡混合轻质填土新技术》(人民出版社出版)一书中的方法；
二、水泥泡沫剂和发泡机使用南京金博建筑节能技术发展中心产品(JT复配水泥泡沫剂)JT-500泡沫发生器。
三、测试方法：根据《气泡混合轻质填土新技术》(人民出版社出版)一书中的方法，测定结果见(表一)：
表一
科目   设计容重(克)   一号容重(克)   二号容重(克)   三号容重(克)   四号容重(克)   五号容重(克)
  实例1   531   557   551   542   524   521
  实例2   536   559   550   539   523   522
  实例3   535   547   546   536   528   524
实例4 536 551 548 534 526 525
  实例5   535   553   546   536   529   523
  实例6   538   550   542   533   521   520
  对比实施例1   536   595   585   572   564   545
四、测定抗压强度用TYE-300A型抗压机；测定结果见(表二)；
五、测定与水泥基粘接原强度和耐水粘接强度用ZQS6-2000A型粘接强度测定仪。测定结果见(表二)；
表二
Figure G2008102049835D00071
Figure G2008102049835D00081
表一试验说明：底层轻质土的容重离设计值越大，气泡的稳定性越差，同时最下层砂浆与最上层砂浆的容重差越大，说明轻质土砂浆稳定性差，使实际施工过程受到限制。
从表一的数据表明：加入胶冻乳液的轻质土砂浆，最底层试模与最上层的试模在容重变化上差别小，说明下层气泡轻质砂浆尽管受到上层砂浆压力，但因为砂浆的气泡受到明胶的保护，在水泥水化过程中砂浆稳定性好。同时从底层砂浆容重也证实了采用胶冻乳液的气泡轻质混凝土砂浆的实际容重与设计容非常接近，最下层砂浆与最上层砂浆在水化后，容重差别小，说明砂浆在水化过程中的气泡稳定非常好。
从表二试验说明：加入胶冻乳液的气泡轻质混凝土，憎水性能非常好，砂浆的吸水率在10％以下，而对比样品的吸水率达39％。
从表二数据说明：加入胶冻乳液的气泡轻质混凝土，抗压强度高于对比样品的10上、与水泥基的粘接强度高于对比样品的50％以上、与水泥基粘接强度在浸水后明显高于对比样品30％以上。

Claims (6)

1.气泡轻质混凝土双组分砂浆，其特征在于，包括如下重量份的组分：
Figure FSB00000538981100011
所述胶冻乳液为明胶、水和憎水剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的气泡轻质混凝土双组分砂浆，其特征在于，组分中还包括0.5～1重量份的杀菌剂。
3.根据权利要求1所述的气泡轻质混凝土双组分砂浆，其特征在于，明胶与水的重量比为5～10∶50，憎水剂与明胶的重量比为1～2∶10。
4.根据权利要求1所述的气泡轻质混凝土双组分砂浆，其特征在于，所述憎水剂为高级脂肪酸钙。
5.根据权利要求4所述的气泡轻质混凝土双组分砂浆，其特征在于，憎水剂为C16～C22的饱和脂肪酸钙，粒径为5～100nm。
6.根据权利要求1所述的气泡轻质混凝土双组分砂浆，其特征在于，所述的明胶为动物类明胶。
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