CN102674778A - 一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆。由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、低温稻壳灰、矿渣粉、粉煤灰、河砂、减水剂、消泡剂、稳定剂和水组成。本发明中低温稻壳灰是由稻壳在低温(600℃)下燃烧，粉磨而成的，具有巨大的表面积和超高火山灰活性。本发明产品可以解决一般自流平砂浆成本高，硬化表面不光滑，收缩开裂的问题，同时还可以解决农业稻壳的处理问题。本发明产品具有流动性好、凝结硬化快、早期强度高、硬化后表面光滑平整、坚实耐磨、收缩小、不开裂等特点，既适用于新地面的施工，也可用于修补已经磨损、起砂、损坏的地面，并可用于各类地坪基层的自找平。

Description

一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆。

背景技术

我国每年会产生约4000万吨以上的稻壳。我国对于稻壳的处理，除了极少一部分用于燃料、动物饲料、酿酒发酵的填料和田间肥料外，大部分作为农业废弃物或者在野外焚烧，对道路交通安全和环境成极大的危害。传统的水泥砂浆地面的施工，在砂浆拌制好后，要采用人工摊铺、刮平、抹面等工序。这种多层施工，使地面与混凝土基层的粘结性降低，地面表面由于水泥用量过多，产生大量裂缝，导致抗渗性能降低，耐磨性降低以及光洁度下降。因此，自流平砂浆应运而生。自流平砂浆最大的特点是有良好的自流平性，将其拌匀成浆体浇注在楼地面上，能在自重作用下自由流平，克服了普通水泥砂浆楼地面的平整度难以控制的质量通病。但是目前自流平砂浆生产成本较高，无法克服后期收缩开裂，经常出现硬化后表面不平整、易起粉的现象，制约了我国自流平砂浆的使用和推广。

采用低温稻壳灰做掺合料制备的自流平砂浆，具有流动性好、凝结硬化快、早期强度高、硬化后表面光滑平整、坚实耐磨、后期收缩小、不开裂等特点。同时，能更加有效地利用稻壳，减轻环境负荷、提高废弃物综合利用率，降低生产成本。

采用掺入低温稻壳灰制备的自流平砂浆，主要以水泥-稻壳灰-矿渣粉-粉煤灰作为复合胶凝体系，不仅可解决自流平砂浆收缩开裂和硬化表面不光滑等问题，而且还提高了稻壳灰、矿渣粉、粉煤灰自身的经济附加值，为建筑业的节能减排和低碳化创造了良好的基础条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆。

本发明提出的掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，由硅酸盐水泥、高铝水泥、低温稻壳灰、矿渣粉、粉煤灰、河砂、减水剂、消泡剂、稳定剂、膨胀剂和水组成，各组分的重量比为：

普通硅酸盐水泥               100

高铝水泥                     10-40

低温稻壳灰                   10-30

矿渣粉                       5-25

粉煤灰                       5-25

河砂                         150-350

减水剂                       0.05-2.50

消泡剂                       0.02-0.10

稳定剂                       0.04-0.12

膨胀剂                       2-8

水                           25-65。

各组份较佳的重量比为：

普通硅酸盐水泥               100

高铝水泥                     20-35

低温稻壳灰                   15-25

矿渣粉                       10-20

粉煤灰                       10-15

河砂                         200-300

减水剂                       0.50-1.50

消泡剂                       0.03-0.70

稳定剂                       0.06-0.09

膨胀剂                       4-6

水                           30-55。

 本发明中，所述普通硅酸盐水泥为52.5级普通硅酸盐水泥或42.5级普通硅酸盐水泥中的一种。

本发明中，所述高铝水泥为CA-50高铝水泥。

本发明中，所述低温稻壳灰为稻壳在600℃燃烧，然后粉磨而成的，其SiO₂含量为85%-93%，氮吸附法测定的比表面积为55-70m²/g。

本发明中，所述矿渣粉为S95矿渣粉或S105矿渣粉中的一种。

本发明中，所述粉煤灰为                                               

级高钙粉煤灰，其游离氧化钙含量≤3.0%，烧失量≤5.0%。

本发明中，所述砂为硅质砂，细度模数为1.4-1.6。

本发明中，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

本发明中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

本发明中，所述稳定剂为羟甲基丙基纤维素醚（HPMC）。

本发明中，所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

本发明提出的掺有低温稻壳灰的自流平砂浆的制备方法，具体步骤如下：

(1) 低温稻壳灰的制备：将稻壳在燃烧炉中以4-6℃/min升温速度升温到600℃，静停8-12min，快速移出高温区得到未破碎的稻壳灰。然后添加0.020-0.030ml/g的已二醇作为助磨剂，采用球磨机粉磨80-100min，即可制备出所需要的低温高活性稻壳灰。

(2) 按前述重量比例称取普通硅酸盐水泥、高铝水泥、低温稻壳灰、矿渣粉、粉煤灰、河砂、减水剂、消泡剂、稳定剂、膨胀剂和水，投入搅拌机，通过机械搅拌均匀后，即得所需产品。

本发明中，普通硅酸盐水泥和高铝水泥水泥作为主要的胶凝组分。普通硅酸盐水泥凝结速度一般，早期强度较低、后期强度增长显著；高铝水泥水化热大， 放热快且集中，凝结速度快，早期强度高，且结构致密、抗渗性、抗腐蚀性优良，但后期强度增长不太明显。将两种水泥配合使用，可以达到优势互补的效果。

低温稻壳灰、矿渣粉和粉煤灰作为掺合料，与水泥一起组成复合胶凝体系。采用稻壳灰、矿渣粉和高钙粉煤灰复合掺加，充分发挥三者的活性，对整个体系的早期强度和后期强度都能起到很大的作用。

矿渣粉成分与水泥熟料相似，其中SiO₂，CaO和Al₂O₃总含量约达90%，活性较高，其水化生成的水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶能够促进体系的强度发展，起到复合胶凝效应；同时矿渣微粉表面能高，对高效减水剂有较强的吸附作用，填充在水泥颗粒之间产生较大的静电斥力作用，同时扩大水泥颗粒之间的距离，使砂浆有良好的流动性。

粉煤灰是一种既含有一定数量水硬性晶体矿物，又含有潜在活性物质的材料。粉煤灰在水泥砂浆中起到物理和化学两方面作用：化学方面表现为粉煤灰的火山灰效应，它可以和水泥水化产生的氢氧化钙发生反应生成C-S-H凝胶，从而提高砂浆的后期强度；物理方面表现为粉煤灰的微集料效应与形态效应，起到减水作用、致密作用和匀质作用。

低温稻壳灰是在600℃下燃烧，然后粉磨而成的，具有巨大的表面积，其氮吸附测定的比表面积为55-70m²/g，同时具有超高火山灰活性。低温稻壳灰主要的成分是纳米尺度的SiO₂(>85%)凝胶粒子，这些凝胶粒子非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙(<50nm)。纳米尺度的SiO₂凝胶粒子和纳米尺度孔隙使是低温稻壳灰具有巨大表面积和超高火山灰活性的内在原因。其火山灰活性甚至不亚于硅灰。在自流平砂浆中，水泥浆体-骨料界面处的水灰比较大，Ca(OH)₂富集且结晶取向性强，是结构和力学性能上的薄弱处。稻壳灰具有巨大表面积，它的掺入可以降低水泥浆体-骨料界面处的有效水胶比，使得水泥浆体-骨料界面处孔洞减小，可供Ca(OH)₂晶体生长的空间大大压缩，从而使得晶粒减小，生长取向性降低。另一方面，稻壳灰具有超高火山灰活性，它与水泥水化反应产生的Ca(OH)₂发生反应，大幅减少Ca(OH)₂晶体数量并大量产生胶凝性很强的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶，对于整个体系结构的密实和强度的提高起到很大的促进作用。

减水剂的加入可以降低体系用水量，使砂浆低的水胶比下也能拥有理想的流动度，无需外力而仅靠浆体自身重力就可自动展开流平。同时，使砂浆强度提高，收缩减少，寿命延长。

消泡剂的加入能减少砂浆中的气泡，有助于提高砂浆的表面平整度和光滑度。

稳定剂起着保水、增稠和改善施工性能等作用。良好的保水性能确保砂浆不会由于缺水和水泥水化不完全而导致起砂、起粉和强度降低；增稠效果使得新拌砂浆的结构强度大大增强；而且稳定剂可以减水砂浆的泌水现象。

膨胀剂在水泥水化、硬化过程中生成大量的膨胀性结晶水化物钙矾石，填充到砂浆微孔中，产生适度膨胀，抵消砂浆凝固时产生的收缩应力而减小和防止裂缝。

本发明产品由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、低温稻壳灰、矿渣粉、粉煤灰作为胶凝材料，以河砂为集料，并加入减水剂、消泡剂、稳定剂、膨胀剂和水制备而成。它制备工艺简单，流动性好、凝结硬化快、早期强度高、硬化后表面光滑平整、坚实耐磨、收缩小、不开裂，既适用于新地面的施工，也可用于已经磨损、起砂、损坏的地面的修补，并可用于各类地坪基层的自找平，具有很好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1，一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，按42.5级普通硅酸盐水泥100，高铝水泥10，低温稻壳灰10，矿渣粉5，粉煤灰5，河砂150，减水剂0.05，消泡剂0.02，稳定剂0.04，膨胀剂2，水25的重量比配制而成。性能测试结果见表1。

实施例2，一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，按52.5级普通硅酸盐水泥100，高铝水泥20，低温稻壳灰15，矿渣粉10，粉煤灰10，河砂200，减水剂1.00，消泡剂0.04，稳定剂0.06，膨胀剂4，水35的重量比配制而成。性能测试结果见表1。

实施例3，一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，按42.5级普通硅酸盐水泥100，高铝水泥25，低温稻壳灰20，矿渣粉15，粉煤灰15，河砂250，减水剂1.50，消泡剂0.06，稳定剂0.08，膨胀剂5，水45的重量比配制而成。性能测试结果见表1。

实施例4，一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，按52.5级普通硅酸盐水泥100，高铝水泥30，低温稻壳灰25，矿渣粉20，粉煤灰20，河砂300，减水剂2.00，消泡剂0.08，稳定剂0.10，膨胀剂6，水55的重量比配制而成。性能测试结果见表1。

实施例5，一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，按42.5级普通硅酸盐水泥100，高铝水泥40，低温稻壳灰30，矿渣粉25，粉煤灰25，河砂350，减水剂2.50，消泡剂0.10，稳定剂0.12，膨胀剂8，水65的重量比配制而成。性能测试结果见表1。

表1 实施例性能测试结果

Claims (10)

1.一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，由硅酸盐水泥、高铝水泥、低温稻壳灰、矿渣粉、粉煤灰、河砂、减水剂、消泡剂、稳定剂、膨胀剂和水组成，各组分的重量比为：

普通硅酸盐水泥               100

高铝水泥                     10-40

低温稻壳灰                   10-30

矿渣粉                       5-25

粉煤灰                       5-25

河砂                         150-350

减水剂                       0.05-2.50

消泡剂                       0.02-0.10

稳定剂                       0.04-0.12

膨胀剂                       2-8

水                           25-65。

2.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于各组份的重量比为：

普通硅酸盐水泥               100

高铝水泥                     20-35

低温稻壳灰                   15-25

矿渣粉                       10-20

粉煤灰                       10-15

河砂                         200-300

减水剂                       0.50-1.50

消泡剂                       0.03-0.70

稳定剂                       0.06-0.09

膨胀剂                       4-6

水                           30-55。

3.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述普通硅酸盐水泥为52.5级普通硅酸盐水泥或42.5级普通硅酸盐水泥中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述高铝水泥为CA-50高铝水泥。

5.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述低温稻壳灰是在600℃燃烧后，粉磨而成，其SiO₂含量为85%-93%，氮吸附法测定的比表面积为55-70m²/g。

6.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述矿渣粉为S95矿渣粉或S105矿渣粉中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述粉煤灰为I级高钙粉煤灰，其游离氧化钙含量≤3.0%，烧失量≤5.0%。

8.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述河砂为细度模数为1.4-1.6的硅质砂。

9.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

10.根据权利要求1所述的一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，其特征在于所述消泡剂为有机硅消泡剂，其特征在于所述稳定剂为羟甲基丙基纤维素醚，所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。