CN103145392A - 一种水泥自流平地坪材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道桥用化工新材料技术领域，提供了一种水泥自流平地坪材料，包括：40～100重量份的砂，40～100重量份的水泥，2～30重量份的石膏，2～30重量份的无机氟化物，0.1～15重量份的减水剂，4～15重量份的膨胀剂，0.1～10重量份增粘保水剂，0.1～15重量份的纤维。本发明的水泥自流平地坪材料中由于添加了膨胀剂，其能够提高水泥自流平地坪的表面密实度，并缓解因收缩产生的裂缝，从而延长水泥自流平地坪的使用寿命。

Description

一种水泥自流平地坪材料

本申请要求于2013年03月19日提交中国专利局、申请号为201310088130.0、发明名称为“一种水泥自流平地坪材料”的中国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及道桥用化工新材料技术领域，尤其涉及一种水泥自流平地坪材料。

背景技术

水泥自流平砂浆是一种以水泥为主要胶凝材料，加入适宜的添加剂及细砂等混合而成，用于地面找平或饰面的新型地面材料。由于自流平材料具有流动性及稳定性好、流平层厚度薄、强度值高、耐酸性良好和施工简便等优点，成为了大型超市、商场、停车场和仓库等地面铺筑的理想材料，也是现在建筑地面施工的一个发展方向。

水泥自流平砂浆的研制始于北欧国家，20世纪70年代末在瑞典迅速发展，但是在我国水泥基自流平砂浆的研究起步较晚，始于20世纪80年代。而近年来，研究者在水泥自流平材料方面做了大量的研究工作，主要集中在各种组成材料及添加剂的种类、成分、掺量等对自流平砂浆性能的影响上，并取得了一定的成果。例如，新研制的氟硅自流平材料是一种新型的地坪材料，因其含有无机氟化物，与普通水泥自流平地面相比，氟硅自流平材料耐老化、耐潮湿及耐油污性能更优异。

随着深入研究，研究者发现水泥自流平砂浆材料完全凝固干燥后的地坪产生裂缝，从而影响水泥自流平地坪的使用寿命。因此申请人考虑了一种水泥自流平地坪材料。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种使用寿命较长的水泥自流平地坪材料。

有鉴于此，本发明提供了一种水泥自流平地坪材料，包括：

砂         40～100重量份；

水泥       40～100重量份；

石膏       2～30重量份；

无机氟化物 2～30重量份；

减水剂     0.1～15重量份；

膨胀剂     4～15重量份；

增粘保水剂 0.1～10重量份；

纤维       0.1～15重量份。

优选的，所述膨胀剂为氧化钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂和氧化镁膨胀剂中的一种或多种。

优选的，所述砂为河砂、石英砂和金刚砂中的一种或多种，所述砂的粒径为0.10mm～0.63mm。

优选的，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和磷酸盐水泥中的一种或多种。

优选的，所述石膏为无水石膏、α-半水石膏、二水石膏和氟石膏中的一种或多种。

优选的，所述无机氟化物为氟化钠、氟化钙、氟化镁和氟化钡中的一种或多种。

优选的，所述减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂和聚羧酸减水剂中的一种或多种。

优选的，所述增粘保水剂为纤维素、木质素、聚乙烯醇和可再分散性乳胶粉中的一种或多种。

优选的，所述纤维为陶瓷纤维、纤维素纤维、海泡石纤维、石棉绒纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、腈纶纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和碳纤维中的一种或多种。

本发明提供了一种水泥自流平地坪材料，其包括：砂、水泥、石膏、无机氟化物、减水剂、膨胀剂、增粘保水剂和纤维。本发明的水泥自流平地坪材料中由于添加了膨胀剂，其能够提高水泥自流平地坪表面密实度，并缓解因收缩产生的裂缝，从而延长水泥自流平地坪的使用寿命。另一方面，本发明引入了无机氟化物，所述氟化物由于表面能高而具有自清洁、耐污染等性能，能够提高自流平地坪材料的耐油污及耐老化性能；增粘保水剂使自流平地坪耐蚀、耐磨和粘结力强。其次，本发明优选采用了氟石膏，其可以有效解决氟石膏资源的环保型再利用，缓解废弃石膏对环境污染带来的压力，还可以进一步降低成本。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种水泥自流平地坪材料，包括：

砂         40～100重量份；

水泥       40～100重量份；

石膏       2～30重量份；

无机氟化物 2～30重量份；

减水剂     0.1～15重量份；

膨胀剂     4～15重量份；

增粘保水剂 0.1～10重量份；

纤维       0.1～15重量份。

本发明的水泥自流平地坪材料中添加了砂，所述砂是自流平地坪材料的基本组分，所述砂作为骨料，具有提供地坪骨架的作用。所述砂优选为河砂、石英砂和金刚砂中的一种或多种。作为优选方案，所述砂可以为河砂与石英砂的混合物，所述河砂与石英砂的质量比优选为100：（5～100）；更优选为100：（5～50）；所述砂还可以为河砂与金刚砂的混合物，所述河砂与金刚砂的质量比优选为100：（5～100）；更优选为100：（5～50）。所述砂的粒径优选为0.10mm～0.63mm。所述砂的含量为40～100重量份，优选为60～80重量份。

按照本发明，所述水泥为凝胶材料，在水泥的凝胶作用下，将砂凝固成一个整体材料。所述水泥优选为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和磷酸盐水泥中的一种或多种。所述硅酸盐水泥为P.042.5硅酸盐水泥。作为优选方案，所述水泥为P.042.5硅酸盐水泥与双快-150硫铝酸盐水泥的混合物，所述P.042.5硅酸盐水泥与双快-150硫铝酸盐水泥的质量比优选为100：（5～100），更优选为100：（5～50）；所述水泥还可以为铝酸盐水泥与铁铝酸盐水泥的混合物，所述铝酸盐水泥与铁铝酸盐水泥的质量比优选为100：（5～100），更优选为100：（5～50）；所述水泥还可以为磷酸盐水泥与氟铝酸盐水泥，所述磷酸盐水泥与氟铝酸盐水泥的质量比优选为100：（5～100），更优选为100：（5～50）。所述水泥的含量为40～100重量份，优选为50～80重量份。

本发明的水泥自流平地坪材料中引入了膨胀剂，其提高表面密实度，并缓解因收缩产生的裂缝，延长使用寿命。所述膨胀剂使水泥自流平地坪膨胀率达到2.1%。所述膨胀剂优选为氧化钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂和氧化镁膨胀剂中的一种或多种。所述膨胀剂的含量为4～15重量份，更优选为6～12重量份。

按照本发明，所述石膏的来源有两种，一种是天然的石膏矿藏，如无水石膏、α-半水石膏和二水石膏；另一种是氟石膏；所述氟石膏是硫酸与氟石制取氟化氢的副产品。本发明所述石膏优选为氟石膏。本发明优选使用氟石膏代替部份半水石膏，不仅可以有效解决氟石膏资源的环保型再利用，缓解废弃氟石膏对环境污染带来的压力，而且还可以进一步降低成本。所述石膏的含量为2～30重量份，优选为5～25重量份，更优选为10～15重量份。

本发明的水泥自流平地坪材料中还添加了无机氟化物，利用氟材料因表面能高而具有的自清洁、耐油污等性能，提高了自流平地坪的耐油污和耐老化性能。所述无机氟化物优选为氟化钠、氟化钙、氟化镁和氟化钡中的一种或多种。所述无机氟化物的含量为2～30重量份，优选为5～25重量份，更优选为10～15重量份。

按照本发明，为了进一步提高水泥自流平地坪材料的性能，本发明还在其中添加了减水剂、增粘保水剂和纤维，上述组分与其他组分共同配合使用，使水泥自流平地坪具有早期的抗压强度和抗折强度高的性能。实验结果表明，本发明的水泥自流平地坪24小时的抗压强度和抗折强度分别可达13Mpa～15MPa和3MPa～5MPa。所述减水剂优选为木质素磺酸的钠盐减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂和聚羧酸减水剂中的一种或多种，更优选为干粉型聚羧酸减水剂。所述减水剂的含量为0.1～15重量份，更优选为1～12重量份。

所述增粘保水剂为纤维素、木质素、聚乙烯醇和可再分散性乳胶粉中的一种或多种。其中所述可再分散性乳胶粉优选为经过淀粉改性的乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物；所述纤维素优选为羟丙基甲基纤维素。所述增粘保水剂的含量为0.1～10重量份，优选为2～8重量份。作为优选方案，所述增粘保水剂可以为可再分散性乳胶粉HW5115、羟丙基甲基纤维素与聚乙烯醇1788的混合物，所述可再分散性乳胶粉HW5115：羟丙基甲基纤维素：聚乙烯醇1788的重量份比例优选为1～0.5：1：1～0.5，更优选为0.8～0.6：1：0.8～0.6；所述增粘保水剂还可以为聚乙烯醇1788与木质素的混合物，所述聚乙烯醇1788与木质素的重量份比例优选为1：（0.5～1），更优选为1：（0.6～0.8）。

所述纤维优选为陶瓷纤维、纤维素纤维、海泡石纤维、石棉绒纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、腈纶纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和碳纤维中的一种或多种。所述纤维的含量为0.1～15重量份，优选为1～13重量份，更优选为4～10重量份。

本发明所述水泥自流平地坪的制备方法为本领域技术人员熟知的方法，具体可按下述方法制备：

将40～100重量份的砂，40～100重量份的水泥，2～30重量份的石膏，2～30重量份的无机氟化物，0.1～15重量份的减水剂，4～15重量份的膨胀剂，0.1～10重量份的增粘保水剂与0.1～15重量份的纤维置于混合机中于室温下混合5～60分钟，得到水泥自流平地坪材料干粉；

将水泥自流平地坪材料干粉加入一定量的水，干粉与水重量比优选为100：（25～45）；

将上述得到的水泥自流平地坪材料浆料，均匀摊铺在施工地面，养护3～28天，即得到环保型微膨胀氟硅水泥自流平地坪。

本发明中引入微膨胀剂，可以使水泥自流平地坪的膨胀率达2.1%，有效缓解普通水泥自流平地坪因收缩产生的裂缝，延长使用寿命；同时，在其他组分如减水剂、增粘保水剂和纤维的共同作用下，可以具有早期抗压强度与抗折强度高的性能，即24小时的抗压强度和抗折强度分别为13MPa～15MPa和3MPa～5MPa。以本发明提供的组分制备的地坪早期抗压强度与抗折强度高，可以缩短自流平地坪材料的后期施工时间，加快施工进度，即如果使用普通自流平地坪材料需要48h后才能完全收干，才能进行下一步施工，而使用本发明的自流平地坪材料在24小时后即具有较高的抗压强度和抗折强度，即可进行下一步的施工，相对于普通的自流平地坪材料，工程进度可以缩短至少24h，大大加快施工进度。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的水泥自流平地坪材料进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

以下实施例中，硅酸盐水泥由华新水泥股份有限公司提供；硫铝酸盐水泥由中国联合水泥集团提供；可再分散性乳胶粉与羟丙基甲基纤维素由河南天盛化工有限公司提供；聚乙烯醇有苏州中原化工提供；其与原料均为市售产品。

实施例1

准确称取粒径为0.10mm～0.63mm的4.5kg河砂和4.5kg石英砂、5kg P.O42.5硅酸盐水泥、5kg双快-150硫铝酸盐水泥、0.2kg半水石膏、0.8kg氟石膏的混合物、0.3kg干粉型聚羧酸减水剂、0.1kg可再分散性乳胶粉HW5115、0.2kg羟丙基甲基纤维素、0.2kg聚乙烯醇1788、0.5kg氟化钠、0.5kg氧化钙膨胀剂与0.5kg玻璃纤维，置于高速混合机中混合20分钟后出料。材料测试性能如表1所示。

按JC/T-985地面用水泥基自流平砂浆检验方法进行检测，结果如表1所示：

表1实施例1制备的水泥自流平地坪材料的性能数据表

实施例2

准确称取粒径为0.10mm～0.50mm的3kg河砂和1kg石英砂、2kg铝酸盐水泥与2kg铁铝酸盐水泥、3kg氟石膏、2kg氟化镁、1kg氟化钙、1.0kg氨基减水剂、0.5kg聚羧酸减水剂、1.2kg硫铝酸钙膨胀剂、0.3kg氧化镁膨胀剂、0.5kg聚乙烯醇1788、0.5kg木质素、1.0kg石棉绒纤维与0.5kg海泡石纤维，置于高速混合机中混合20分钟后出料。

按JC/T-985地面用水泥基自流平砂浆检验方法进行检测，结果如表2所示：

表2实施例2制备的水泥自流平地坪材料的性能数据表

实施例3

准确称取粒径为0.10mm～0.50mm的6kg河砂和4kg金刚砂、4kg的磷酸盐水泥、2kg氟铝酸盐水泥、0.1kg二水石膏、0.1kg氟石膏、2kg氟化钡、0.8kg木质素磺酸钠盐减水剂、0.2kg聚羧酸减水剂、0.8kg硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂、0.01kg聚乙烯醇1788、0.008kg聚乙烯纤维与0.002kg聚酯纤维，置于高速混合机中混合20分钟后出料。

按JC/T-985地面用水泥基自流平砂浆检验方法进行检测，结果如表3所示：

表3实施例3制备的水泥自流平地坪材料的性能数据表

对比例1

准确称取粒径为0.10mm～0.63mm的河砂9kg、12kg P.O42.5硅酸盐水泥、1kg半水石膏，置于高速混合机中混合20分钟后出料。材料测试性能如表4所示。

按JC/T-985地面用水泥基自流平砂浆检验方法进行检测，结果如表4所示：

表4对比实施例制备的水泥自流平地坪材料的性能数据表

对比例2

准确称取粒径为0.10mm～0.63mm的河砂9kg、12kg P.O42.5硅酸盐水泥、1kg半水石膏、0.3kg干粉型聚羧酸减水剂、0.5kg可再分散性乳胶粉HW5115、羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇1788的混合物、0.5kg玻璃纤维，置于高速混合机中混合20分钟后出料。材料测试性能如表5所示。

按JC/T-985地面用水泥基自流平砂浆检验方法进行检测，结果如表5所示：

表5对比实施例制备的水泥自流平地坪材料的性能数据表

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种水泥自流平地坪材料，包括：

砂         40～100重量份；

水泥       40～100重量份；

石膏       2～30重量份；

无机氟化物 2～30重量份；

减水剂     0.1～15重量份；

膨胀剂     4～15重量份；

增粘保水剂 0.1～10重量份；

纤维       0.1～15重量份。

2.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述膨胀剂为氧化钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂和氧化镁膨胀剂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述砂为河砂、石英砂和金刚砂中的一种或多种，所述砂的粒径为0.10mm～0.63mm。

4.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和磷酸盐水泥中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述石膏为无水石膏、α-半水石膏、二水石膏和氟石膏中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述无机氟化物为氟化钠、氟化钙、氟化镁和氟化钡中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂和聚羧酸减水剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述增粘保水剂为纤维素、木质素、聚乙烯醇和可再分散性乳胶粉中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的水泥自流平地坪材料，其特征在于，所述纤维为陶瓷纤维、纤维素纤维、海泡石纤维、石棉绒纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、腈纶纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和碳纤维中的一种或多种。