CN102126848B - 一种高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，特别是涉及一种地面用水泥基自流平干粉砂浆。这种高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆是由水泥、细砂、重钙粉、锂渣粉、膨胀剂、调凝剂、超塑化剂、消泡剂、抗裂纤维组成。本发明的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆成本低，并且在施工时具有流动性好、不泌水、凝结时间可调的特点，硬化后具有强度高、抗裂性好、耐磨性好、表面平整的特点。由于本发明有良好的性能和低廉的成本，可广泛应用于工厂、仓库、商场、停车场地坪等地面工程领域。

Description

一种高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别是涉及一种地面用水泥基自流平干粉砂浆。
背景技术
自流平砂浆材料具有非常好的流动性、自流平能力、低收缩率、高抗压强度等特点，广泛应用于住宅、医院、超市等公共建筑室内地面及工业地面找平工程当中。
目前，国内应用的自流平砂浆材料通常分为有机类和无机类，有机类自流材料主要为环氧树脂自流平材料，施工性能好，但价格较高、施工要求高，而且耐磨性差。无机自流平材料分为石膏基自流平材料和水泥基自流平材料。石膏基自流平材料由于耐水性较差，其酸性对铁制品有锈蚀作用，应用范围受到限制。水泥基自流平材料可分为单组分和双组分两类，双组分水泥基自流平材料主要加入聚合物乳液作为独立的第二组分，使用时与第一组分以一定比例混合，其缺点在于运输不便。单组分水泥基自流平材料为干粉砂浆，适于运输和施工，但成本较高。
目前已有许多关于水泥基自流平材料的专利，但都与本发明有很大区别。
本发明与一种聚合物水泥基自流平材料及其制备方法：公开号：CN1546416，公开日为2004年11月17日的中国专利，具有类似内容，区别之一在于该专利骨料限定为石英砂；区别之二在于该专利使用了聚合物乳胶粉；区别之三在于该专利未使用锂渣粉；区别之四在于该专利未使用抗裂纤维；区别之五在于该专利减水剂限定为β-萘磺酸甲醛缩合物减水剂或氨基磺酸盐类高效减水剂。
本发明与一种低成本水泥自流平砂浆：公开号：CN101497514，公开日为2009年8月5日的中国专利申请，具有类似内容，区别之一在于该专利使用了快硬水泥；区别之二在于该专利使用了硬石膏；区别之三在于该专利使用了沸石粉；区别之四在于该专利使用了粉煤灰；区别之五在于该专利未使用锂渣粉；区别之六在于该专利未使用抗裂纤维等。
本发明与一种超塑化自流平抗裂涉及，公开号：CN101244915，公开日为2008年8月20日的中国专利具有类似内容，区别之一在于该专利的细砂限定为河砂；区别之二在于该专利凋凝剂为促凝型水泥；区别之三在于该专利使用了保水增稠剂；区别之四在于该专利使用了稳定剂；区别之五在于该专利未使用锂渣粉；区别之六在于该专利未使用消泡剂。
发明内容
本发明的目的在于提供自流性好，施工过程中不“泌水”，流平能力好，凝结时间可调；硬化后强度高、抗裂性好、耐磨性好、表面平整；成本低、易运输的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆。
为达到上述目的，本发明提出的技术解决方案如下：所述高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，是由水泥、细砂、重钙粉、锂渣粉、膨胀剂、调凝剂、超塑化剂、消泡剂、抗裂纤维组成，各原料按重量份数比为：水泥300份、细砂450～550份、重钙粉30～100份、锂渣粉60～100份、膨胀剂20～40份、调凝剂0.01～7份、超塑化剂2～5份、消泡剂0.5～2份、抗裂纤维0.5～2份。
所述水泥为强度等级为42.5或42.5R的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
所述细砂规格为20～150目的风积沙。
所述锂渣粉细度规格为比表面积≥300m2/kg。
所述重钙粉的CaCO3含量≥95%，细度规格为比表面积300～400m2/kg。
所述膨胀剂为市售的硫铝酸钙UEA膨胀剂或硫酸钙AEA膨胀剂。
所述调凝剂为葡萄糖酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、硫酸钠、氟化钾、糖钙、氯化钙、甲酸钙、碳酸锂中的一种或一种以上的组合。
所述超塑化剂为聚羧酸盐粉剂或干酪素。
所述消泡剂为市售德国明凌化学生产的P803粉状消泡剂。
所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或一种以上的组合，抗裂纤维的规格为长度≤9mm。
本发明的有益效果
1、高流态
    本发明使用了粉状超塑化剂。超塑化剂有优异的减水性能，其理论是建立在空间位阻和DLVO电荷原理上。超塑化剂的分子主要为“梳状”或“树枝状”结构，在分子主链上接有许多个有一定长度和刚度的支链。在主链上也有能使水泥颗粒带电的磺酸盐或其他基团，可以起到传统的减水作用，更重要的是一旦主链吸附在水泥颗粒表面后，支链与其他颗粒表面的支链形成立体交叉网，阻碍颗粒相互接近，从而达到分散(即减水)的作用。这种空间位阻作用不因时间延长而弱化，因此，超塑化剂的分散作用更为持久。
2、高抗裂性
本发明引入了抗裂纤维。纤维本身不与其他原料反应，可以迅速与其他原料混合，分布均匀彻底，并且无定向，为杂乱的网状分布。纤维的无定向分布可大大削弱砂浆的收缩变形应力。收缩能量被分散到砂浆中具有高强度低弹性模量的纤维丝上，纤维吸收部分能量，极大地提高其柔韧性，抑制微细裂缝的产生和发展，达到纤维抗裂的目的。
3、低收缩性
为了抑制砂浆的收缩，本发明使用了膨胀剂。根据材料学原理，在原料中引入膨胀剂可以使砂浆具有微膨胀性。膨胀剂在水泥水化环境中能够生成大量膨胀性晶体，产生体积膨胀，造成体内压应力和压应变，补偿水泥水化的收缩变形，抵消或部分抵消相应的拉应力，从而使砂浆具有低收缩性。
另一种抑制砂浆收缩的原因是使用了工业废渣的锂渣粉。锂渣粉是锂盐生产过程中产生的一种工业废渣，是锂辉石经1150℃～1300℃高温煅烧后，磨成的细粉在用硫酸法提取出碳酸锂熟料后，再经渗滤浸出洗涤后排出的残渣。锂渣粉的主要成分为氧化硅、氧化铝、氧化钙等，并含有6%左右的SO2-离子，其中的氧化硅和氧化铝多为无定形的，因此具有较高的火山灰活性。在低成本高抗裂地面用水泥基自流平粉砂浆中使用锂渣粉，锂渣粉中的活性C3A，由于在水活初期受其较完整的晶形结构的影响，降低锂渣粉的早期活性，在自流平粉砂浆水化初期能起到惰性填料的作用。而水化后期，由于水泥中OH－对锂渣粉的融蚀作用，将活性矿物释放出，使得低成本高抗裂地面用水泥基自流平粉砂浆中含有大量的CaSO4·2H2O和C3A，有利于钙矾石(AFt)的生成，化学反应式如下：
4CaO·Al2O3·13H2O+3(CaSO4·2H2O)+14H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+Ca(OH)2
而AFt的生成有利于自流平砂浆水化后的体积稳定，降低了硬化体的收缩性。
    原因三在于使用了重钙粉这种惰性填料。惰性填料由于不具有水化活性，对砂浆的收缩也有抑制作用。
    4、高抗压强度
本发明采用了低水灰比设计，所使用的减水剂为粉状超塑化剂，掺量只有0.2～0.5%，但减水率在30%以上，每公斤砂浆的用水量仅为135g，砂浆具有高流动性的同时，硬化后具有极高的致密度。
另一重要原因是使用了锂渣粉，由于锂渣粉含有大量的CaSO4·2H2O和C3A，并且在水化后生成AFt，有利于硬化后体积的致密，提高砂浆的抗压强度。
原因三在于使用了消泡剂。消泡剂具有减少砂浆中气泡的功能，增加硬化体的致密度，从而提高砂浆的抗压强度。
5、低成本
本发明的地面用水泥基自流平干粉砂浆低成本的原因之一在于没有引入可再分散乳胶粉。传统的水泥基自流平砂浆都含有可再分散乳胶粉，因为可再分散乳胶粉有良好的粘结性和柔性。但可再分散乳胶粉的成本高，同时，可再分散乳胶粉的引入会降低砂浆的抗压强度和耐磨性。不采用可再分散乳胶粉并不代表会降低砂浆的粘结强度。水泥基自流平砂浆的粘结性最主要的方面还在于水泥基面的处理，水泥基面采用打毛和涂刷高粘结性的界面剂，仍然可使水泥基自流平砂浆和水泥基面具有很好的粘结性，这一点在实践中已经证实。
本发明的低成本的另一原因是使用了锂渣粉。锂渣粉作为工业废渣成本只有几十元/吨，但可部分替代水泥与膨胀剂，从而降低砂浆的成本。
具体实施方式
    为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：一种高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆是由水泥、细砂、重钙粉、锂渣粉、膨胀剂、调凝剂、超塑化剂、消泡剂、抗裂纤维组成，具体原料组成配比按重量份数计为：42.5R强度等级普通硅酸盐水泥300份、细沙为20～150目的风积砂550份、重钙粉30份其中CaCO3含量≥95%，细度规格为比表面积300～400m2/kg、锂渣粉90份细度规格为比表面积≥300m2/kg、市售的硫酸钙AEA膨胀剂 20份、调凝剂为碳酸锂1.5份、超塑化剂为干酪素5份、市售德国明凌化学生产的P803粉状消泡剂为2份、抗裂纤维为聚丙烯腈纤维0.5份，纤维长度≤9mm。 实施性能见表1。
实施例2：一种高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆是由水泥、细砂、重钙粉、锂渣粉、膨胀剂、调凝剂、超塑化剂、消泡剂、抗裂纤维组成，具体原料组成配比按重量份数计为：42.5R强度等级普通硅酸盐水泥300份、细沙为20～150目的风积砂500份、重钙粉100份其中CaCO3含量≥95%，细度规格为比表面积300～400m2/kg、锂渣粉60份细度规格为比表面积≥300m2/kg、市售的硫铝酸钙UEA膨胀剂 30份、调凝剂为甲酸钙7份、超塑化剂为聚羧酸盐粉剂3份、市售德国明凌化学生产的P803粉状消泡剂为0.5份、抗裂纤维为聚丙烯纤维1份，纤维长度≤9mm。实施性能见表1。
实施例3：一种高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆是由水泥、细砂、重钙粉、锂渣粉、膨胀剂、调凝剂、超塑化剂、消泡剂、抗裂纤维组成，具体原料组成配比按重量份数计为：42.5强度等级普通硅酸盐水泥300份、细沙为20～150目的风积砂450份、重钙粉100份其中CaCO3含量≥95%，细度规格为比表面积300～400m2/kg、锂渣粉100份细度规格为比表面积≥300m2/kg、市售的硫酸钙AEA膨胀剂 40份、调凝剂为葡萄糖酸钠0.01份、超塑化剂为聚羧酸盐粉剂2份、市售德国明凌化学生产的P803粉状消泡剂为1份、抗裂纤维为聚酯纤维1份、聚乙烯醇纤维1份，纤维长度≤9mm。实施性能见表1。
表1 实施例所得高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆性能测试结果
Figure 2011100356686100002DEST_PATH_IMAGE001

Claims (9)

1.一种高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述干粉砂浆是由水泥、细砂、重钙粉、锂渣粉、膨胀剂、调凝剂、聚羧酸盐粉剂或干酪素、消泡剂、抗裂纤维组成，各原料按重量份数比为：水泥300份、细砂450～550份、重钙粉30～100份、锂渣粉60～100份、膨胀剂20～40份、调凝剂0.01～7份、聚羧酸盐粉剂或干酪素2～5份、消泡剂0.5～2份、抗裂纤维0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述水泥为强度等级为42.5或42.5R的普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述细砂规格为20～150目的风积沙。
4.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述锂渣粉细度规格为比表面积≥300m2/kg。
5.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述重钙粉的CaCO3含量≥95%，细度规格为比表面积300～400m2/kg。
6.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述膨胀剂为市售的硫铝酸钙UEA膨胀剂或硫酸钙AEA膨胀剂。
7.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述调凝剂为葡萄糖酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、硫酸钠、氟化钾、糖钙、氯化钙、甲酸钙、碳酸锂中一种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述消泡剂为市售德国明凌化学生产的P803粉状消泡剂。
9.根据权利要求1所述的高抗裂地面用水泥基自流平干粉砂浆，其特征在于：所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维中一种以上的组合，抗裂纤维的规格为长度≤9mm。
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