CN103172331B - 一种防泛碱园林石材粘结剂及其制备方法和应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防泛碱园林石材粘结剂，其由以下重量份组份组成：低碱度硫铝酸盐水泥100份，微硅粉2～5份，可再分散胶粉2～5份，硅烷基憎水剂0.2～1份，萘磺酸盐减水剂1～2份，羟丙基甲基纤维素醚0.03～0.1份。本发明还公开了该粘结剂的制备方法和应用方法。本发明配方合理，各组分之间相容性良好，使产品有优秀的致密性和憎水性，能够保证在使用过程中不产生泛碱，解决当前园林石材泛碱问题。

Description

一种防泛碱园林石材粘结剂及其制备方法和应用方法

【技术领域】

本发明涉及一种石材粘结剂及其制备方法和应用方法，具体地涉及一种防泛碱园林石材粘结剂及其制备方法和应用方法。

【背景技术】

在园林景观工程中，经常会看到一层白色物质出现在混凝土、烧结砖、石板、瓷砖等的表面，一般呈白色粉末状、絮团状或絮片状，这种现象就是泛碱。园林景观工程一旦出现泛碱，就会严重影响美观，对建筑物的立面观感效果和整个园林建筑工程观感质量评定等级造成不利影响。泛碱是常见的施工质量问题，有时会被要求返工重做，这样不仅造成不必要的花费，而且会延误工期，造成重大损失。目前国内的高档小区、酒店和重要的市政园林景观工程一般要求不能出现泛碱。

园建饰面出现泛碱，是因为水泥、砂浆、混凝土、砌体、瓷砖、涂料等建筑材料的内可溶性盐碱随温度、湿度等外部环境的变化，在吸收水分、水分迁移、水分蒸发过程中随着物理、化学变化的发生而产生的结果。泛碱物质的主要来源是园建饰面下面的水泥基材料。泛碱按照生成过程的不同可以分为一次泛碱和二次泛碱。

随着新浇注混凝土的干燥失水，结构内部的含Ca(OH)₂、NaOH、KOH等可溶成分的游离水会逐渐沿着毛细孔向外迁移，以补偿表面被蒸发掉的水分，从而将溶于其中的Ca(OH)₂、NaOH、KOH等带出到混凝土表面而结晶析出的现象称为一次泛碱。一次泛碱一般在成型后一天内便可发生完毕，通常形成比较均匀的覆盖层，但是并不一定出现在混凝土的每个表面上。它的产生在某种情况下是一种必然，只是严重程度不同而已。在园建中，一次泛碱是需要重点预防的。

干燥硬化后的混凝土由于养护水、雨水、地下水等的再次浸入，将材料中的可溶性成分溶解并带至表面后干燥析出称为二次泛碱。二次泛碱一般不会出现在混凝土的整个表面上，而只是不均匀地出现在局部，与混凝土的密实度、吸水率、表面孔隙度有关，表面粗糙易积水、内部疏松吸水率大的部位较易出现。二次泛碱出现的时间较晚，一般在一两年之后，虽然这时工程已经验收，但仍需注意做好初期的防护，避免二次泛碱的发生。

一般认为，泛碱产生的主要物质为Ca(OH)₂和CaCO₃。当水泥基材料表面出现水时，水泥中可溶性的Ca(OH)₂溶于水中，随着水分迁移到水泥基材料的表面，同时空气中的CO₂溶于水中生成H₂CO₃，这样Ca(OH)₂与H₂CO₃发生化学反应产生难溶性的CaCO₃沉积在水泥基材料的表面。另外水泥中含有Na₂O、K₂O，在石膏和水的作用下生成可溶性的Na₂SO₄和K₂SO₄，它们随水分迁移到水泥基材料表面，当水分蒸发后也析出白色晶体。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种配方合理，使用过程中无泛碱现象出现的防泛碱园林石材粘结剂。

本发明的另一目的是提供一种上述防泛碱园林石材粘结剂的制备方法和应用方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种防泛碱园林石材粘结剂，其特征在于由以下重量份组份组成：

本发明中的低碱度硫铝酸盐水泥的比表面积不得低于450㎡/kg，初凝不得早于25min，终凝不得迟于3h，其碱度为：灰水比为1：10的水泥浆液，1h的ph值不得大于10.5。

本发明中的低碱度硫铝酸盐水泥（代号L·SAC）由适当成分的硫铝酸盐水泥熟料和较多石灰石、适量石膏共同磨细制成具有碱度低的水硬性胶凝材料，其中石灰石掺加量应不少于水泥质量的15%，且不大于35%。低碱度硫铝酸盐水泥主要用于制作玻璃纤维增强水泥制品。本发明中低碱度硫铝酸盐水泥的强度标准如表1所示：

表1：

本发明中的低碱度硫铝酸盐水泥优选为425标号的低碱度硫铝酸盐水泥。

微硅粉是铁合金在冶炼硅铁和工业硅时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的S_iO₂和S_i气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。

本发明中的微硅粉中细度小于1um的占80%以上，平均粒径在0.1～0.3um，比表面积为:20～28㎡/g。其细度和比表面积约为水泥的80～100倍。

微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在水泥基的砼、砂浆与耐火材料浇注料中，掺入适量的微硅粉，可起到如下作用：

1、显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。

2、具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

3、显著延长砼的使用寿命。特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍。

4、是高强砼的必要成份，已有C150砼的工程应用。5、有效防止砼碱骨料反应。

本发明中的可再分散胶粉是醋酸乙烯和乙烯共聚物为基础的白色粉末，容重为400～700g/L。本发明中的可再分散胶粉用于外墙外保温粘板、抹面砂浆、瓷砖粘结、自流平砂浆、混凝土砂浆、干粉界面剂、勾缝剂等体系中水硬性及非水硬性胶凝材料系统的改性，改善其施工性能，提高产品的强度、柔性及粘结力，还能增加砂浆的密实度，减少泛碱产生的渠道。

本发明中的硅烷基憎水剂的堆积密度为200～400g/L，为国民淀粉化学公司生产的型号为SEAL80的高活性可再分散硅烷基憎水剂，可作为矿物填料及水泥基防水砂浆体系的特殊添加剂，尤其适合在户外及潮湿环境中使用的灰泥、抹灰、填缝剂、密封砂浆和水泥粉末涂料，赋予产品极强的憎水性能，大大降低吸水率，从而阻隔泛碱的传播介质。

减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。本发明中所使用的是萘磺酸盐高效减水剂，是萘通过硫酸磺化，再和甲醛进行缩合的产物，属于阴离子型表面活性剂。其减水效率高，含碱量低，有效减少一次泛碱发生的概率。

纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂，并具有热塑性。本发明中所用的羟丙基甲基纤维素醚，它比甲基纤维素醚具有更好的抗酶性、分散性及粘结性，并且具有良好的保水性，使浆料涂抹后不容易龟裂，还能增加硬化后强度。

一种制备上述防泛碱园林石材粘结剂的方法，其特征在于将各组份原料混合均匀即可。

一种上述防泛碱园林石材粘结剂的应用方法，其特征在于包括以下步骤：

称取需要的粘结剂，向称取的粘结剂中加入低碱度硫铝酸盐水泥质量22%～25%的水，搅拌均匀成粘结剂浆料，即可使用。

本发明的粘结剂制成粘结剂浆料后务必在一小时内使用，如未及时使用，粘结剂浆料凝固干结，不可再加水重新搅拌，如果重新车加水搅拌，粘结剂浆料中的水料配比发生变化，会影响粘结效果，所以必须根据施工速度控制一次拌合量。

本发明中的防泛碱园林石材粘结剂，选用低碱度硫铝酸盐水泥作为无机凝胶材料，是因为其熟料的主要矿物为无水硫铝酸钙（C₄A₃S）和硅酸二钙（C₂S），在水泥水化过程中,主要发生如下水化反应：

C₄A₃S+2CaSO₄+38H₂O→C₃A·3CaSO₄·32H₂O+2AH₃（1）

C₂S+2H₂O→C－Ｓ－Ｈ+Ca（OH）₂（2）

3Ca（OH）₂+2CaSO₄+AH₃+26H₂O→C₃A·3CaSO₄·32H₂O（3）

可见，Ca（OH）₂在系统中只能暂时存在，所以其碱度较低，而且低碱度硫铝酸盐水泥的水化产物主要是钙矾石，强度比较稳定。添加剂中的微硅粉，能消除水泥当中的碱性物质，同时提高水泥的各种强度指标；可再分散胶粉能改善施工性能，增加砂浆致密性，从而减少泛碱产生的渠道；硅烷基憎水剂赋予产品极强的憎水性能，阻隔泛碱的传播介质；萘磺酸盐减水剂可以大大减少拌合水用量，对防止一次泛碱尤为有效；羟丙基甲基纤维素醚具有很好的保水作用，防止龟裂。

本发明与现有技术相比，有以下优点：

本发明配方合理，各组分之间相容性良好，使产品有优秀的致密性和憎水性，能够保证在使用过程中不产生泛碱，解决当前园林石材泛碱问题。

本发明制备容易，工艺简单，成本低。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述：

实施例1：

按以下配比制备本发明粘结剂并应用：

称取低碱度硫铝酸盐水泥50kg，微硅粉1kg，可再分散胶粉1kg，硅烷基憎水剂0.1kg，萘磺酸盐减水剂0.5kg，羟丙基甲基纤维素醚0.015kg，混合均匀后加入水泥质量11kg的水，搅拌均匀成粘结剂浆料，即可像普通水泥粘结剂一样使用。

根据JC1024-2007《墙体饰面砂浆》抗泛碱性试验要求，干湿循环21次后试件表面无可见泛碱。户外仿真实验，经两个月仍无泛碱现象。

实施例2：

按以下配比制备本发明粘结剂并应用：

称取低碱度硫铝酸盐水泥50kg，微硅粉2kg，可再分散胶粉1.5kg，硅烷基憎水剂0.3kg，萘磺酸盐减水剂0.75kg，羟丙基甲基纤维素醚0.03kg，混合均匀后加入水泥质量11.5kg的水，搅拌均匀成粘结剂浆料，即可像普通水泥粘结剂一样使用。

根据JC1024-2007《墙体饰面砂浆》抗泛碱性试验要求，干湿循环21次后试件表面无可见泛碱。户外仿真实验，经4个月仍无泛碱现象。

实施例3：

按以下配比制备本发明粘结剂并应用：

称取低碱度硫铝酸盐水泥50kg，微硅粉2.5kg，可再分散胶粉2.5kg，硅烷基憎水剂0.5kg，萘磺酸盐减水剂1kg，羟丙基甲基纤维素醚0.05kg，混合均匀后加入12.5kg的水，搅拌均匀成粘结剂浆料，即可像普通水泥粘结剂一样使用。

根据JC1024-2007《墙体饰面砂浆》抗泛碱性试验要求，干湿循环21次后试件表面无可见泛碱。户外仿真实验，经6个月仍无泛碱现象。

本发明粘结剂在储存及运输时要注意防雨防潮，储存时间不超过3个月。

本发明产品抗冻性较好，冬季施工温度可比普通硅酸盐水泥低5℃。

泛碱对温度湿度敏感，因此本发明在施工时不要在全天温度最高时间段施工，不要在下雨天施工，如果施工后下雨，要有覆盖排水等措施。

Claims (4)

1.一种防泛碱园林石材粘结剂，其特征在于由以下重量份组份组成：

其中的微硅粉中细度小于1μm的占80％以上，其细度和比表面积为低碱度硫铝酸盐水泥的80～100倍；

所述的低碱度硫铝酸盐水泥的比表面积不得低于450㎡/kg，初凝不得早于25min，终凝不得迟于3h，其碱度为：灰水比为1：10的水泥浆液，1h的pH值不得大于10.5；

所述的微硅粉平均粒径为0.1～0.3μm，比表面积为20～28㎡/g；

所述的可再分散胶粉是醋酸乙烯和乙烯共聚物为基础的白色粉末，容重为400～700g/L。

2.根据权利要求1所述的一种防泛碱园林石材粘结剂，其特征在于所述的硅烷基憎水剂的堆积密度为200～400g/L。

3.一种制备权利要求1或2所述防泛碱园林石材粘结剂的方法，其特征在于：将各组份原料混合均匀即可。

4.一种权利要求3制备的防泛碱园林石材粘结剂的应用方法，其特征在于包括以下步骤：称取需要的粘结剂，向称取的粘结剂中加入低碱度硫铝酸盐水泥质量22％～25％的水，搅拌均匀成粘结剂浆料，即可使用。