CN101624276A - 一元胶凝材料体系的面层自流平砂浆 - Google Patents

一元胶凝材料体系的面层自流平砂浆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种采用单纯硅酸盐水泥作为胶凝材料、可直接做为地面负载层使用的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，该砂浆包括33－38％的硅酸盐水泥、5－10％的惰性填料、3－4.5％粒径小于10微米的活性填料、45－55％的细砂、3－5％可再分散乳胶粉、0.2－0.5％超塑化剂、1.2－2.0％膨胀剂、0.1－0.2％消泡剂。本发明的面层自流平砂浆通过掺入粒径很小的高活性偏高岭土，填充了水泥颗粒之间的间隙，形成最紧密堆积的结构，原存在于水泥颗粒之间的水被充分释放出来，再配以微量的超塑化剂，使整个体系在少量水的存在下，便能满足自流平工作时所需的流动度，较好的解决了一元体系在塑性阶段易开裂这一技术难题；硬化后的收缩，则由硫铝酸盐膨胀剂补偿。本发明的自流平砂浆，收缩率低、耐磨性好，通过加入分散性好的无机粉末颜料，可得到色彩丰富亮丽的自流平，适合于替代现有的瓷砖、石材、木地板等直接做为地面负载层使用。

Description

一元胶凝材料体系的面层自流平砂浆
技术领域
本发明涉及一种自流平砂浆，尤其涉及一种可直接做为地面负载层使用的面层自流平砂浆，更具体是涉及一种采用单纯硅酸盐水泥作为胶凝材料的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆。
背景技术
自流平是一种地面施工技术，它是多材料同水混合而成的液态物质，倒入地面后，这种物质可根据地面的高低不平顺势流动，对地面进行自动找平，并很快干燥，固化后的地面会形成光滑、平整、无缝的新基层。地面自流平砂浆是20世纪70年代发展起来的，它由胶凝材料、细骨料及添加剂等混合而成，是一种在现场加水搅拌后即可使用的单组分、高强、速凝材料。地面自流平砂浆可为不平的基底提供一个合适的、平整、光滑和坚固的铺垫基底，以铺设各种地板材料，如地毯、木地板、PVC、瓷砖等，成为底层自流平，也可直接做为地面负载层使用，成为面层自流平。如何精确控制收缩与膨胀，是面层自流平面对的一大难点，而要克服这一难点，与所采用的胶凝材料是紧密相关的。地面自流平砂浆从胶凝材料的成分看，可分为“水泥基”自流平材料和“石膏基”自流平材料。由于普通硅酸盐水泥凝结时间长，早期强度低，收缩率大，耐久性差，因此在已公开的“水泥基”自流平砂浆配方中，单纯采用普通硅酸盐水泥作为自流平砂浆的胶凝材料的报道极少。现有国产的“水泥基”自流平砂浆，其胶凝材料多是采用普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和/或石膏构成的二元或三元胶凝材料体系，利用硅酸盐水泥和铝酸盐水泥混合后在水的作用下能反应生成具有膨胀特性的钙矾石，从而很好地控制砂浆的收缩和膨胀。但由于多元体系的成分不稳定，因此这种靠生成钙矾石来控制砂浆的收缩和膨胀的方法，比较适合用于室内地面；对于户外应用，如遇上雨天，浸水后，大量水分的渗入将使多元体系生成的钙矾石难以控制，从而造成空鼓或开裂现象的出现，所以多元体系的自流平在户外很少得到应用；另外，由于高铝水泥不仅价格比普硅水泥高，而且国产的高铝水泥无白色的产品，无法形成色彩鲜艳的面层自流平，如果采用进口的高铝水泥，则成本会高出很多，普通的工业、商业或民用较难承受。
发明内容
为解决以上存在的问题，本发明的目的是通过改进配方，提供一种采用硅酸盐水泥作为胶凝材料的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，使该面层自流平砂浆不仅成本低，而且适合用于户外。
为实现以上目的，本发明的一元胶凝材料体系的面层自流平砂浆包括如下组分及重量配比：
硅酸盐水泥                33-38％
惰性填料                  5-10％
粒径小于10μm的活性填料   3.0-4.5％
细砂                      45-55％
可再分散乳胶粉            3-5％
超塑化剂                  0.2-0.5％
膨胀剂                    1.2-2.0％
消泡剂                    0.1-0.2％
上述活性填料优选具有高火山灰活性的偏高岭土，该偏高岭土优选0.5μm≤粒径≤5μm。
偏高岭土是高岭土在一定温度下锻烧得到的产物。高岭土是以高岭石为主，多种粘土矿物组成的含水铝酸盐混合体，其结构简式为Al2O3·2SiO2·2H2O。高岭土在一定温度下锻烧，会脱除结构中的OH-，使晶态结构受到严重破坏，形成结晶度很差的过渡相，即偏高岭土(Al2O3·2SiO2)。由于非晶态游离的Al2O3·2SiO2的存在，偏高岭土能与砂浆中水泥水化所生成的氢氧化钙发生进一步的水化反应，生成CSH凝胶。本发明采用德国巴斯夫公司生产的高活性偏高岭土，其粒径仅为1.2微米左右，活性是1克偏高岭土可与1.24克氢氧化钙完全反应。
集料的级配对材料的强度、工作性、耐久性有着较大的影响，合理的颗粒级配能够得到更密实自流平砂浆。上述细砂采用如下的粒径和级配：
20-30目     18-20％重量比
40-70目     60-62％重量比
70-140目    18-20％重量比
作为面层自流平的材料，在地面基层坚实的情况下，其承载作用力主要在表面，而不是在体积上，因此其耐磨性比抗压强度还重要。实验表明，材料的耐磨性与抗压强度不一定呈正比例关系，而与材料的抗折强度呈正比。上述可分散乳胶粉采用的是一种具有良好抗皂化性能的遇水可再分散醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚胶粉，该胶粉的加入一方面可提高砂浆与基材的粘结强度，另一方面可增强砂浆的内聚力，从而使自流平表面具有好的耐磨性和抗开裂性。
上述超塑化剂优选聚羧酸型高效减水剂，该减水剂所带的极性阴离子活性基团通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用紧紧地吸附在强极性的水泥颗粒表面，使水泥颗粒形成一定的表面张力，这样原包含于水泥中的水分被释放出来，不仅可使砂浆具有好的流动性，而且能够使粒径很小的偏高岭土均匀分散到水泥颗粒之间的孔隙中。
上述膨胀剂采用的是硫铝酸盐膨胀剂，该膨胀剂水化产物是钙矾石，由于膨胀剂的化学组分稳定，因而生成的钙矾石也可以控制，这样砂浆硬化过程的收缩与膨胀能够得到很好控制。
上述惰性填料优选细度大于或等于200目的重质碳酸钙。
上述硅酸盐水泥优选强度为42.5R的硅酸盐水泥。
上述消泡剂优选矿物油或硅油类消泡剂。
为了使面层自流平具有亮丽的色彩，上述面层自流平砂浆还包括有颜料，颜料的添加量为面层自流平砂浆重量的0.5-2.5％。
本发明的面层自流平砂浆，具有如下的优点：
1、采用普通的硅酸盐水泥作为胶凝材料，通过掺入粒径很小的高活性偏高岭土，填充了水泥颗粒之间的间隙，形成最紧密堆积的结构，原存在于水泥颗粒之间的水被充分释放出来，再配以微量的超塑化剂，使整个体系在少量水的存在下，便能满足自流平砂浆工作时所需的流动度；由于施工时加水量少，蒸发就少，得到的自流平收缩和开裂的几率也就大大降低，较好的解决了一元体系在塑性阶段易开裂这一技术难题；而通过加入化学组分稳定的硫铝酸盐膨胀剂，也使砂浆硬化时的收缩与膨胀能得到很好控制。
2、由于高活性偏高岭土可与水泥中的氢氧化钙反应生成CSH凝胶，这些凝胶的生成，大大增加了面层自流平的密实性和强度。
3、通过加入可再分散乳胶粉，提高面层自流平的耐磨性，降低分层离析率，使流平的表面光滑、无凹坑。
4、本发明的面层自流平砂浆，不仅造价低，而且可通过白水泥、白度好的石英砂、白色活性填料和分散性好的无机粉末颜料的合理搭配，获得一款表面细腻，施工性好，有朴实自然装饰效果的面层彩色自流平。
具体实施方式
实施例1
1、面层自流平配方
硅酸盐水泥(42.5R)     350.00g
精制河砂(20-30目)     100.00g
精制河砂(40-70目)            320.00g
精制河砂(70-140目)           100.00g
重钙(细度≥200)              50.00g
醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚胶粉  30.00g
硫铝酸盐膨胀剂               15.00g
聚羧酸减水剂                 3.00g
消泡剂                       2.00g
偏高岭土(德国巴斯夫MetaMax)  30.00g
合计                         1000.00g
2、性能测试
按上述重量百分比加料混合，按水灰比13.5％加水搅拌后施工，所得的面层自流平性能如表1所示。
实施例2
1、面层自流平配方
硅酸盐水泥(42.5R)               350.00g
精制河砂砂(20-30目)             100.00g
精制河砂砂(40-70目)             305.00g
精制河砂砂(70-140目)            100.00g
重钙(细度≥200)                 50.00g
醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚胶粉     30.00g
硫铝酸盐膨胀剂                  15.00g
聚羧酸减水剂                    3.00g
消泡剂                          2.00g
偏高岭土(德国巴斯夫MetaMax)     45.00g
合计                            1000.00g
2、性能测试
按上述重量百分比加料混合，按水灰比13.5％加水搅拌后施工，所得的面层自流平性能如表1所示。
实施例3
1、面层自流平配方
硅酸盐水泥(42.5R)            350.00g
精制河砂砂(20-30目)          100.00g
精制河砂砂(40-70目)          314.00g
精制河砂砂(70-140目)         100.00g
重钙(细度≥200)              50.00g
醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚胶粉  30.00g
硫铝酸盐膨胀剂               15.00g
聚羧酸减水剂                 4.00g
消泡剂                       2.00g
偏高岭土(德国巴斯夫MetaMax)  35.00g
合计                         1000.00g
2、性能测试
按上述重量百分比加料混合，按水灰比13.5％加水搅拌后施工，所得的面层自流平性能如表1所示。
实施例4(对比实验，以微硅粉代替偏高岭土)
硅酸盐水泥(42.5R)               350.00g
精制河砂砂(20-30目)             100.00g
精制河砂砂(40-70目)             314.00g
精制河砂砂(70-140目)            100.00g
重钙(细度≥200)                 50.00g
醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚胶粉     30.00g
硫铝酸盐膨胀剂                  15.00g
聚羧酸减水剂                    4.00g
消泡剂                          2.00g
微硅粉    35.00g
合计      1000.00g
2、性能测试
按上述重量百分比加料混合，按水灰比13.5％加水搅拌后施工，所得的面层自流平性能如表1所示。
表1：实施例1-4得到的自流平各项性能测试结果
Figure G2009100410857D00071
由上表可以看出，由本发明配方得到的自流平各项性能与现有采用二元或三元胶凝材料体系的自流平各项性能不相上下，在收缩率和耐磨性方面具有更优的特性；而同样的配方，用微硅粉替换偏高岭土，得到的各项性能均比采用偏高岭土差，另外，微硅粉的粒径太小，分散比较困难，需水量多，加上微硅粉是工业副产品，不能得到白色的微硅粉，不适合用于形成色彩鲜艳的面层自流平。本发明的自流平砂浆，收缩率低、耐磨性好、色彩丰富，特别适合于替代现有的瓷砖、石材、木地板等直接做为地面负载层使用。

Claims (10)

1、一种一元胶凝材料体系的面层自流平砂浆，包括如下组分及重量配比：
硅酸盐水泥                            33-38％
惰性填料                              5-10％
粒径小于10μm的活性填料               3.0-4.5％
细砂                                  45-55％
可再分散乳胶粉                        3-5％
超塑化剂                              0.2-0.5％
膨胀剂                                1.2-2.0％
消泡剂                                0.1-0.2％
2、根据权利要求1所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述活性填料优选具有高火山灰活性的偏高岭土，该偏高岭土为0.5μm≤粒径≤5μm。
3、根据权利要求1或2所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述细砂采用如下的粒径和级配：
20-30目                    18-20％重量比
40-70目                    60-62％重量比
70-140目                   18-20％重量比
4、根据权利3所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述可再分散乳胶粉为遇水可再分散的醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚胶粉。
5、根据权利3所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述超塑化剂为聚羧酸型高效减水剂。
6、根据权利3所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述膨胀剂采用化学组分稳定的硫铝酸盐膨胀剂。
7、根据权利3所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述惰性填料为细度大于或等于200目的重质碳酸钙。
8、根据权利3所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述硅酸盐水泥优选强度为42.5R的硅酸盐水泥。
9、根据权利3所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述消泡剂为矿物油或硅油类消泡剂。
10、根据权利1或2所述的一元胶凝材料体系面层自流平砂浆，其特征在于：所述面层自流平砂浆还包括有颜料，颜料的添加量为面层自流平砂浆重量的0.5-2.5％。
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