发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足,利用钡矿为基元材料、具有较强的阻挡吸收射线的能力,纤维化学稳定性强、不吸水、抗酸碱能力强、与水泥混凝土基本握裹力强,能有效提高砂浆的韧性、延展性、耐磨性、抗剥离性、抗冲击性、抗疲劳性、抗渗抗裂性、抗冻融性等特点及防水材料能在混凝土表面或内部形成致密的结构,阻止水及其他有害物质的通过,能有效提高混凝土的抗渗性能等特性,提供一种可广泛用于民用建筑,低成本,抗渗抗裂性能良好且易于施工的含钡矿、纤维和防水材料的抗渗抗裂干混砂浆。
本发明的内容是:一种抗渗抗裂干混砂浆,其特征是组分和质量百分比组成包括:
20~90%的水泥,
2~40%的钡矿,该钡矿是毒重石、工业碳酸钡、重晶石或工业硫酸钡的一种或两种以上的混合物、钡矿在水泥中有较好的化学稳定性,难溶于水;具有较强的阻挡吸收射线的能力,对α射线、β射线可以完全吸收,对χ射线、γ射线有显著的阻挡衰减作用,且我国钡矿资源丰富,储量大、品位高,价格相对较低,能明显降低成本,降低工程造价,
1~30%的湿法绢云母粉,
0.05~5%的防水砂浆外加剂[生产企业有:西安德美防水材料有限公司生产的DMC-S-WS-710A砂浆防水剂、凯顿集团公司生产的KMA防水砂浆外加剂(K309)、广州市白云区海旺新型防水保温建材厂生产的砂浆混凝土膨胀抗裂防水剂等]、防水砂浆外加剂为无机刚性防水材料,不仅价格低廉,而且无任何公害,是21世纪环保型材料发展的重点之一,能有效增加砂浆密实性、减少毛细孔数量,在砂浆表面或内部形成致密结构,从而增强砂浆的抗渗抗裂性能,
0~5%的氧化铁红(生产企业有:湖南三环颜料有限公司、上海一诺颜料有限公司、富阳市新登众甫铁红粉厂等),
以及0.01~5%的纤维。
本发明的内容中:所述水泥为P·LH 42.5R低热硅酸盐水泥或P·MH 42.5R中热硅酸盐水泥。
本发明的内容中:所述湿法绢云母的主要化学组成及质量百分比例为SiO2 43~52%,Al2O3 27~38%,K2O+ Na2O 8~11%,H2O 4~7% ,湿法是生产绢云母粉的一种方法,除湿法生产以外,还有干法生产,均系现有技术;所述湿法绢云母是云母的一种,属于具有层状结构的硅酸盐矿物,单斜晶体,晶体为鳞片状,有丝绢光泽,具有富弹性、可弯曲、抗磨性和耐磨性好、耐热绝缘、难溶于酸碱溶液、化学性质稳定、质轻、增稠等特点,将其用于干混砂浆,易于分散,能有效增加砂浆的密实性、减少毛细孔数量、从而增强砂浆的抗渗抗裂性能,并能有效改善储存稳定性和施工性能。
本发明的内容中:所述纤维为聚乙烯醇纤维(生产企业有:重庆宜筑工程纤维制造有限公司、上海博宁工程纤维有限公司、安徽皖维高新材料股份有限公司等)、玄武岩纤维(生产企业有:成都点石玄武岩纤维技术有限公司、东莞市俄金玄武岩纤维有限公司、浙江石金玄武岩纤维有限公司等)、聚丙烯纤维(生产企业有:重庆宜筑工程纤维制造有限公司、绵阳高新区源川建材厂、傲能化学(成都)纤维制造有限公司等)、芳纶(生产企业有:山东德棉股份有限公司、常州博龙特种纤维有限公司、烟台氨纶股份有限公司等)等中的一种或两种以上的混合物,所述纤维长度0.1~60mm、直径2~70μm。
本发明的内容中:所述钡矿的粒径为10~830μm。
本发明的内容中:所述湿法绢云母粉的粒径为2~150μm。
本发明的内容中:所述组分中还包括质量百分比为0—5 %的外加剂,所述外加剂是纤维素醚(为HPMC系列羟丙基甲基纤维素醚,生产企业有:龙湖科技有限公司、绍兴琴诺化工科技有限公司、广州市淇盛化工有限公司等)、消泡剂(生产企业有:东莞市百龙化工有限公司、佛山市南海大田化学有限公司、南通宏峰工业助剂有限公司)、减水剂(较好的为聚羧酸系高效减水剂,生产企业有: 山西科腾环保科技有限公司、南京同友建材科技有限公司、四川齐汇科技有限公司等)中的一种或两种以上的混合物,均为市售产品。
本发明抗渗抗裂干混砂浆的制备方法,主要包括以下步骤:
(1)按20~90%水泥,2~40%钡矿、1~30%湿法绢云母粉、0.05~5%防水砂浆外加剂、0~5%氧化铁红、0.01~5%纤维的组分和质量百分比组成称取各组分;
(2)将称取的料放入混料机混合均匀,即制得抗渗抗裂干混砂浆。
本发明的抗渗抗裂干混砂浆适用于建筑工程中,现场搅拌时水灰比(即水和抗渗抗裂干混砂浆的质量比例)可以为0.18-0.35。
与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:
(1)采用本发明,以钡矿为基元材料,具有较强的阻挡吸收射线的能力,对α射线、β射线可以完全吸收,对χ射线、γ射线有显著的阻挡衰减作用;本发明以钡矿为基元材料,我国资源丰富,储量大、品位高,价格相对较低,降低了工程造价,且施工简单,砂浆抗渗抗裂效果良好;
(2)采用本发明,纤维化学稳定性强、不吸水、抗酸碱能力强,与水泥混凝土基本握裹力强等特性,能有效提高砂浆的延展性、耐磨性、抗剥离性、抗冲击性、抗疲劳性及抗冻融性能,可使砂浆早期收缩所产生的裂纹明显减少,显著提高砂浆抗渗性,同时还有一定增韧作用;
(3)对本发明抗渗抗裂干混砂浆进行强度、抗裂、抗渗、施工等性能的测试可知,抗渗抗裂效果良好,拓展了钡矿及湿法绢云母的应用领域;本发明抗渗抗裂干混砂浆的各项性能达到国标要求,具有保水性好、抗渗抗裂性能好、耐磨性好、干缩率小等特点;
(4)本发明针对普通砂浆在使用过程中易出现空鼓、开裂、脱落、渗透等问题,利用纤维和防水材料来提高砂浆的抗渗抗裂性能,提供一种具有良好的抗渗抗裂效果的抗渗抗裂干混砂浆,可广泛用于砌筑地面、墙体或屋盖板等的建筑材料中;
(5)本发明产品在低温、常压下生产,制备工艺简单,工序简便,容易操作,容易实现规模产业化生产,实用性强。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1:
一种抗渗抗裂干混砂浆,主要包括(具体的见表1): 80%水泥、11.7%钡矿(工业硫酸钡,或称沉淀硫酸钡)、5%湿法绢云母粉、1.6%防水砂浆外加剂、1%氧化铁红、0~0.347%纤维、0.85%外加剂(含0.7%减水剂、0.05%纤维素醚和0.1%消泡剂)的组分和质量百分比组成称取各组分;将称取的料放入混料机混合均匀,即制得抗渗抗裂干混砂浆。
其中:水泥采用嘉华水泥厂P·LH42.5R低热硅酸盐水泥,减水剂采用江苏博特新材料有限公司PCA(Ⅰ)聚羧酸系减水剂,防水砂浆外加剂采用凯顿集团公司生产的KMA防水砂浆外加剂(K309),纤维素醚采用龙湖科技有限公司羟丙基甲基纤维素醚HPMC75000S,消泡剂采用龙湖科技有限公司MUNZING粉末消泡剂AGITAN
P803,纤维采用重庆宜筑工程纤维制造有限公司生产的聚乙烯醇纤维(长度6mm,直径15-20μm,弹性模量46500MPa,断裂伸长率8%),水灰比为0.20,按照配方表1,按照标准GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》、JC/T 313-2009《膨胀水泥膨胀率试验方法》分别测定聚乙烯醇纤维含量对砂浆不同龄期的抗压抗折强度、线膨胀率的影响,其测定结果分别见表2、表3。
表1: 原料配方:
表2: 砂浆抗压抗折强度测试结果:
由表2可知,与JX0相比,在砂浆中掺入聚乙烯醇纤维后,均能有效提高砂浆的早期强度,但对后期强度影响不是很明显;随着聚乙烯醇纤维含量的增加,砂浆抗压抗折强度出现先增大后减小的趋势,在纤维掺量为0.0690%时(即JX2)达到最大;测试结果均能达到国家标准规定(抗折强度 7d>5Mpa,28d>7Mpa, 抗压强度7d>22Mpa,28d>42.5Mpa)。
表3 :砂浆线膨胀率测试结果:
线收缩率/% |
JX0 |
JX1 |
JX2 |
JX3 |
JX4 |
L1 |
0.0893 |
0.1752 |
0.2048 |
0.1540 |
0.1376 |
L7 |
0.2103 |
0.2076 |
0.2240 |
0.1716 |
0.1528 |
L14 |
0.2209 |
0.2124 |
0.2312 |
0.1828 |
0.1624 |
L28 |
0.2351 |
0.2248 |
0.2416 |
0.1948 |
0.1504 |
从表3可见,与空白样JX0相比,添加聚乙烯醇纤维后砂浆水化早期的线膨胀率有所提高,水化后期线膨胀率降低;随着聚乙烯醇纤维含量的增加,砂浆的线膨胀率出现先增大后减小的趋势,在纤维掺量为0.0690%时(即JX2)达到最大;均能达到国家标准规定(1d >0.05%, 7d >0.1 %,28d<0.6%)。
实施例2:
一种抗渗抗裂干混砂浆,空白样胶凝材料采用拉法基P.O42.5R普通硅酸盐水泥,防水材料用70-140目石英砂代替,其他成分同表1, 按照标准JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》测定低热硅酸盐水泥、防水材料、纤维三者共同对砂浆抗渗能力的影响,结果见表4。
表4 :砂浆渗透情况测试结果:
由表4可见,与空白样JX0'相比,使用低热硅酸盐水泥,添加防水材料,聚乙烯醇纤维的砂浆抗渗情况均较好,当达到仪器最大量程2.5MPa时均未渗透,能满足建材行业标准JC/T 984-2005中关于抗渗压力的规定(7d >1MPa,28d<1.5MPa)。
实施例3:
一种抗渗抗裂干混砂浆,空白样沉淀硫酸钡采用70-140目石英砂代替,其他成分同表1,按照GB 6566-2001《建筑材料放射性核素限量》采用低本底多道能γ谱仪对其进行40K,232Th,226Ra比活度测量以研究沉淀硫酸钡对砂浆放射性屏蔽效果的影响,其结果见表5。
表5 :放射性屏蔽效果测试:
编号 |
当量比活度/Bq·kg-1 |
放射性屏蔽量/Bq·kg-1 |
放射性屏蔽率/% |
JX0 |
243.71 |
0 |
0 |
JX2' |
210.84 |
32.87 |
13.49 |
从表5可以看出,与空白样JX0相比,加入沉淀硫酸钡后,砂浆对γ射线的屏蔽率有一定的提高,当沉淀硫酸钡掺量为11.7wt%时,屏蔽率提高了13.49%。这主要是由于重晶石中含有大量的重元素钡,γ射线透过物质时,与物质相互作用可以发生3种主要效应:光电效应、康普顿效应和 电子对效应。当射线通过沉淀硫酸钡时,对于任何一种效应,只要发生一次,则γ射线或者被全部吸收,或者损失部分能量后改变其运动方向。也就是说,只要发生一次相互作用,具有原来特性(能量和运动方向)的γ射线就不复存在,或者说,原来的γ射线被物质吸收,或者能量衰减后传递。因此,利用沉淀硫酸钡制备的砂浆防辐射效果很明显,可以有效地屏蔽有害放射性射线。
实施例4:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成包括:60%的水泥,25%的钡矿,8%的湿法绢云母粉,2%的防水砂浆外加剂,以及5%的纤维。
该抗渗抗裂干混砂浆的制备方法,主要包括以下步骤:
(1)按60%水泥,25%钡矿、8%湿法绢云母粉、2%防水砂浆外加剂、5%纤维的组分和质量百分比组成称取各组分;
(2)将称取的料放入混料机混合均匀,即制得抗渗抗裂干混砂浆。
本发明的抗渗抗裂干混砂浆适用于建筑工程中,现场搅拌时水灰比(即水和抗渗抗裂干混砂浆的质量比例)可以为0.18-0.35。
实施例5:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成包括:20%的水泥, 40%的钡矿,30%的湿法绢云母粉,5%的防水砂浆外加剂,以及5%的纤维。
该抗渗抗裂干混砂浆的制备方法,主要包括以下步骤:
(1)按20%水泥, 40%钡矿、30%湿法绢云母粉、5%防水砂浆外加剂、5%纤维的组分和质量百分比组成称取各组分;
(2)将称取的料放入混料机混合均匀,即制得抗渗抗裂干混砂浆。
本发明的抗渗抗裂干混砂浆适用于建筑工程中,现场搅拌时水灰比(即水和抗渗抗裂干混砂浆的质量比例)可以为0.18-0.35。
实施例6:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成包括:50%的水泥,30%的钡矿,15%的湿法绢云母粉,3%的防水砂浆外加剂,以及2%的纤维。
该抗渗抗裂干混砂浆的制备方法,主要包括以下步骤:
(1)按50%水泥,30%钡矿、15%湿法绢云母粉、3%防水砂浆外加剂、2%纤维的组分和质量百分比组成称取各组分;
(2)将称取的料放入混料机混合均匀,即制得抗渗抗裂干混砂浆。
本发明的抗渗抗裂干混砂浆适用于建筑工程中,现场搅拌时水灰比(即水和抗渗抗裂干混砂浆的质量比例)可以为0.18-0.35。
实施例7:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成包括:40%的水泥,35%的钡矿,23.94%的湿法绢云母粉,0.05%的防水砂浆外加剂,1%的氧化铁红,以及0.01%的纤维。
该抗渗抗裂干混砂浆的制备方法,主要包括以下步骤:
(1)按40%水泥,35%钡矿、23.94%湿法绢云母粉、0.05%防水砂浆外加剂、1%氧化铁红、0.01%纤维的组分和质量百分比组成称取各组分;
(2)将称取的料放入混料机混合均匀,即制得抗渗抗裂干混砂浆。
本发明的抗渗抗裂干混砂浆适用于建筑工程中,现场搅拌时水灰比(即水和抗渗抗裂干混砂浆的质量比例)可以为0.18-0.35。
实施例8—14:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成包括:20~90%的水泥,2~40%的钡矿,1~30%的湿法绢云母粉,0.05~5%的防水砂浆外加剂,0~5%的氧化铁红,以及0.01~5%的纤维。
各实施例中各组分的具体用量(质量百分比)见下表:
该抗渗抗裂干混砂浆的制备方法,主要包括以下步骤:
(1)按20~90%水泥,2~40%钡矿、1~30%湿法绢云母粉、0.05~5%防水砂浆外加剂、0~5%氧化铁红、0.01~5%纤维的组分和质量百分比组成称取各组分;各实施例中各组分的具体用量(质量百分比)见上表;
(2)将称取的料放入混料机混合均匀,即制得抗渗抗裂干混砂浆。
本发明的抗渗抗裂干混砂浆适用于建筑工程中,现场搅拌时水灰比(即水和抗渗抗裂干混砂浆的质量比例)可以为0.18-0.35。
实施例15:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:0.5 %外加剂,该外加剂由0.35%的纤维素醚及0.15%的消泡剂组成;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例16:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:0.8 %外加剂,该外加剂由0.2%的纤维素醚及0.1%的消泡剂和0.5%减水剂(聚羧酸系高效减水剂)组成;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例17:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成包括:1 %外加剂,该外加剂由0.1 %的纤维素醚及0.09%的消泡剂组成;
其它同实施例6、略。
实施例18:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:1.5 %外加剂,该外加剂由0.4%的纤维素醚、0.1%的消泡剂和1%减水剂(聚羧酸系高效减水剂)组成;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例19:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:2%外加剂,该外加剂由0.5%的纤维素醚、0.2%的消泡剂和1.3%减水剂(聚羧酸系高效减水剂)组成;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例20:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:2.5 %外加剂,该外加剂由0.5%的纤维素醚、0.15%的消泡剂和1.85%减水剂(聚羧酸系高效减水剂)组成;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例21:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:0.02—0.7 %外加剂,该外加剂为纤维素醚;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例22:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:0.01—0.2%外加剂,该外加剂为消泡剂;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例23:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:0.01—2%外加剂,该外加剂为减水剂(聚羧酸系高效减水剂);
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例24:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:0.2 %外加剂,该外加剂为纤维素醚;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例25:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:0.1%外加剂,该外加剂为消泡剂;
其它同实施例4—14中任一、略。
实施例26:
一种抗渗抗裂干混砂浆,其组分和质量百分比组成中还包括:2 %外加剂,该外加剂为减水剂(聚羧酸系高效减水剂);
其它同实施例4—14中任一、略。
上述实施例中:所述水泥为P·LH 42.5R低热硅酸盐水泥或P·MH 42.5R中热硅酸盐水泥。
上述实施例中:所述钡矿是毒重石、工业碳酸钡、重晶石或工业硫酸钡的一种或两种以上的混合物、钡矿在水泥中有较好的化学稳定性,难溶于水;具有较强的阻挡吸收射线的能力,对α射线、β射线可以完全吸收,对χ射线、γ射线有显著的阻挡衰减作用,且我国钡矿资源丰富,储量大、品位高,价格相对较低,能明显降低成本,降低工程造价。
上述实施例中:所述湿法绢云母的主要化学组成及质量百分比例为SiO2 43~52%,Al2O3 27~38%,K2O+ Na2O 8~11%,H2O 4~7%,湿法是生产绢云母粉的一种方法,除湿法生产以外,还有干法生产;所述湿法绢云母是云母的一种,属于具有层状结构的硅酸盐矿物,单斜晶体,晶体为鳞片状,有丝绢光泽,具有富弹性、可弯曲、抗磨性和耐磨性好、耐热绝缘、难溶于酸碱溶液、化学性质稳定、质轻、增稠等特点,将其用于干混砂浆,易于分散,能有效增加砂浆的密实性、减少毛细孔数量、从而增强砂浆的抗渗抗裂性能,并能有效改善储存稳定性和施工性能。
上述实施例中:所述防水砂浆外加剂的生产企业有:西安德美防水材料有限公司生产的DMC-S-WS-710A砂浆防水剂、凯顿集团公司生产的KMA防水砂浆外加剂(K309)、广州市白云区海旺新型防水保温建材厂生产的砂浆混凝土膨胀抗裂防水剂等、防水砂浆外加剂为无机刚性防水材料,不仅价格低廉,而且无任何公害,是21世纪环保型材料发展的重点之一,能有效增加砂浆密实性、减少毛细孔数量,在砂浆表面或内部形成致密结构,从而增强砂浆的抗渗抗裂性能,
上述实施例中:所述纤维可以为聚乙烯醇纤维(生产企业有:重庆宜筑工程纤维制造有限公司、上海博宁工程纤维有限公司、安徽皖维高新材料股份有限公司等)、玄武岩纤维(生产企业有:成都点石玄武岩纤维技术有限公司、东莞市俄金玄武岩纤维有限公司、浙江石金玄武岩纤维有限公司等)、聚丙烯纤维(生产企业有:重庆宜筑工程纤维制造有限公司、绵阳高新区源川建材厂、傲能化学(成都)纤维制造有限公司等)、芳纶(生产企业有:山东德棉股份有限公司、常州博龙特种纤维有限公司、烟台氨纶股份有限公司等)等中的一种或两种以上的混合物,所述纤维长度0.1~60mm、直径2~70μm。
上述实施例中:所述氧化铁红的生产企业有:湖南三环颜料有限公司、上海一诺颜料有限公司、富阳市新登众甫铁红粉厂等)
上述实施例中:所述钡矿的粒径为10~830μm。
上述实施例中:所述湿法绢云母粉的粒径为2~150μm。
上述实施例中:所述外加剂中的纤维素醚较好的为HPMC系列羟丙基甲基纤维素醚,生产企业有:龙湖科技有限公司、绍兴琴诺化工科技有限公司、广州市淇盛化工有限公司等;消泡剂的生产企业有:东莞市百龙化工有限公司、佛山市南海大田化学有限公司、南通宏峰工业助剂有限公司;减水剂较好的为聚羧酸系高效减水剂,生产企业有: 山西科腾环保科技有限公司、南京同友建材科技有限公司、四川齐汇科技有限公司等;均为市售产品。
上述实施例中:所采用的百分比例中,未特别注明的,均为质量(重量)百分比例;所述重量份可以均是克或千克。
上述实施例中:各步骤中的工艺参数和各组分用量数值等为范围的,任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。