CN103708764A - 一种砂浆精粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种砂浆精粉及其制备方法，属于建筑材料领域。本发明所述砂浆精粉，以质量百分比计，包括如下重量份数的组分：石灰石粉97～99.9份、憎水剂0.03～1份、纤维素0.03～1份、聚丙烯酰胺0.0～0.5份、引气剂0.02～0.5份。本发明所述砂浆精粉用于建筑砂浆时，建筑砂浆不仅具有和易性好的优点，还能够提高砂浆抗压强度、降低砂浆的抗开裂性。经性能测试，本发明所述砂浆精粉改性的建筑砂浆的28d抗压强度提高5%、粘结度提高20%、收缩率降低30%。
Description
技术领域
本发明涉及一种砂浆精粉及其制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术
砌筑、抹灰施工中使用的建筑砂浆是由水泥等胶凝材料和砂等细骨料加水拌合而成。由于建筑砂浆的设计强度等级较低（M2.5-M10）,配制时所用的水泥量较少，水泥与砂的添加量的比值一般为1:5-11，由于水泥添加量少，使得建筑砂浆的和易性和施工性较差，涂抹后易开裂甚至剥落，严重影响施工质量。为了改善建筑砂浆的和易性，长期以来，建筑工程中普遍采用添加石灰膏的措施来提高砂浆的和易性和施工性，但是石灰膏对砂浆的耐水性和抗开裂性有不利影响。因此，研制能够替代石灰膏的新型砂浆外加剂，改善建筑砂浆的和易性、施工性和抗开裂性等性能显得十分必要。
为了提高建筑砂浆的和易性、施工性和抗开裂性，中国专利文献CN1454864A提供了一种建筑用砂浆专用外加剂，其由如下重量比的原料组成：萘磺酸甲醛缩合物100、糖钙140～200、甲基纤维素25～38、12-烷基苯磺酸钠25～35、沸石粉120～180。上述技术中提供的砂浆专用外加剂能够代替石灰膏用于建筑砂浆，提高建筑砂浆的和易性、保水性和抗开裂性能。但是上述砂浆外加剂中有机物的添加量大，并且外加剂中的无机物采用价格相对较高的沸石粉，这些都导致上述技术中的砂浆外加剂价格昂贵。
中国专利文献CN1939866A公开了一种砂浆伴侣，其由如下质量份数的组分组成：石灰石粉50～85、乳胶粉8～30、纤维素醚0.5～14、引气剂0～0.3、淀粉醚0～0.2、憎水剂0～5、无机颜料0～3、有机纤维0～18。上述技术采用石灰石粉代替现有技术中的沸石粉来制备砂浆伴侣，上述砂浆伴侣可用于制作保温砂浆、粘结砂浆、装饰砂浆或防水砂浆。但是上述砂浆的组分中石灰石粉的质量份数为50～85，也就是说石灰石粉的最大添加量只有85份，而当砂浆伴侣（即砂浆外加剂）中石灰石粉的添加量大于85wt%，尤其是大于95wt%以上时，砂浆伴侣用于建筑砂浆时，易导致建筑砂浆的强度低且抗开裂性差。
石灰石粉作为石灰石干选制砂工艺流程中的副产物，排放量大，存放占用场地大，且大风天气时会污染空气，而雨天时会流失严重，影响自然环境，同时会造成安全隐患。当前中国房屋建筑逐年增加，每年的建筑砂浆用量也极大，如果能够在不降低建筑砂浆强度和抗开裂性前提下提高石灰石粉在建筑砂浆外加剂中的添加量，不仅可以大大减少石灰石粉的存放量，减少对自然环境的影响，充分利用再生资源，变废为宝，还可以降低砂浆精粉的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决现有技术中砂浆精粉制备过程中石灰石粉添加量大于85wt%，尤其是大于95wt%，用于建筑砂浆时，易导致建筑砂浆的强度低且抗开裂性差的问题，进而提供一种砂浆精粉，该砂浆精粉中石灰石粉的添加量大于95wt%，同时砂浆精粉用于建筑砂浆时还具有提高建筑砂浆强度、抗开裂性和降低成本的作用。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种砂浆精粉，包括如下重量份数的组分：石灰石粉97～99.9份、憎水剂0.03～1份、纤维素0.03～1份、聚丙烯酰胺0.0～0.5份。
所述砂浆精粉，还包括引气剂0.02～0.5份。
以质量百分比计，由如下重量份数的组分组成：石灰石粉99.55份、引气剂0.2份、憎水剂0.1份、纤维素0.1份、聚丙烯酰胺0.05份。
所述引气剂为十二烷基硫酸钠、木质素磺酸钙中的一种。
所述石灰石粉的颗粒粒径为120～600目；所述纤维素的颗粒粒径≥80目。
所述憎水剂为硅烷基粉末、硬脂酸钙、硬脂酸铝中的一种；所述纤维素为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种。
所述聚丙烯酰胺的颗粒粒径为≥80目、重均分子量为400～2000万。
所述聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺或非离子型聚丙烯酰胺。
本发明还提供了一种所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
向所述步骤（2）中加入特定量的引气剂，混合均匀。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
（1）本发明所述的砂浆精粉中的憎水剂能够对石灰石粉进行表面改性，憎水剂与石灰石粉相互作用后，可以改变石灰石粉的表面性质，增加石灰石粉与有机物质的结合能力，使得97～99.9份的石灰石粉与0.03～1份的纤维素和0.02～0.5份的聚丙烯酰胺相互作用时，石灰石粉表面能够均匀地被纤维素和聚丙酰胺包覆，也就改变了石灰石粉表面性能。本发明所述砂浆精粉用于建筑砂浆时，砂浆精粉的添加量为水泥用量的35wt%，由该砂浆精粉改性的建筑砂浆不仅具有和易性好的优点，还能够提高砂浆抗压强度、降低砂浆的抗开裂性。经性能测试，本发明所述砂浆精粉改性的建筑砂浆的28d抗压强度提高5%、粘结度提高20%、收缩率降低30%，收缩率降低，可以大大提高抗开裂性。由于本发明所述砂浆精粉中石灰石粉的添加量可以达到97～99.9wt%，大大提高了石灰石粉的利用率，不仅可以大大减少石灰石粉对自然环境的影响，还可以降低砂浆精粉的成本。
（2）本发明所述砂浆精粉，进一步地，还包括引气剂，并通过进一步优选各组分的添加量，即石灰石粉为99.55份、引气剂为0.2份、憎水剂为0.1份、纤维素为0.1份、聚丙烯酰胺为0.05份时，可以使砂浆精粉的性能达到最佳，该砂浆精粉用于建筑砂浆时其添加量为水泥用量的35wt%，该建筑砂浆具有优异的和易性、抗压强度和抗开裂性。经性能测试表明，该砂浆精粉改性的建筑砂浆的28d抗压强度提高5%、粘结度提高20%、收缩率降低30%，收缩率降低，可以大大提高抗开裂性。
（3）本发明所述砂浆精粉，通过进一步限定所述石灰石粉的颗粒粒径为120～600目，采用该粒径范围的石灰石粉组成的砂浆精粉用于建筑砂浆时，可以改变建筑砂浆的颗粒级别，提高水泥熟料的水化程度。并且由于该粒径下的石灰石粉对建筑砂浆具有良好的形态效应和填充效应，能有效地提高砂浆的含浆量和和易性。
（4）本发明所述砂浆精粉的制备方法，首先将石灰石粉与憎水剂混合均匀，通过憎水剂对石灰石粉表面进行改性，以增加石灰石粉与有机物质的结合能力；再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素、引气剂混合均匀后加入经改性后的石灰石粉中，使得改性后的石灰石粉与纤维素和聚丙烯酰胺相互作用时，石灰石粉表面能够均匀地被纤维素和聚丙酰胺包覆，也就改变了石灰石粉的表面性能。本发明所述制备得到的砂浆精粉用于建筑砂浆时，砂浆精粉的添加量为水泥用量的35wt%，由该砂浆精粉改性的建筑砂浆不仅具有和易性好，还能够提高砂浆抗压强度、降低砂浆的抗开裂性。经性能测试，本发明所述砂浆精粉改性的建筑砂浆的28d抗压强度提高5%、粘结度提高20%、收缩率降低30%，收缩率降低，可以大大提高抗开裂性。由于本发明所述砂浆精粉中石灰石粉的添加量可以达到98～99.8wt%，大大提高了石灰石粉的利用率，不仅可以大大减少石灰石粉对自然环境的影响，还可以降低砂浆精粉的成本。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
在下述所有实施例中所使用的原料如无特殊说明均为市售产品。
实施例1
本实施例所述砂浆精粉A，包括如下组分：粒径为120目的石灰石粉9.7kg、憎水剂硅烷基粉末0.1kg、粒径为80目的羟丙基甲基纤维素0.1kg、粒径为200目、重均分子量为400万的阴离子型聚丙烯酰胺0.05kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例2
本实施例所述砂浆精粉B，包括如下组分：粒径为170目的石灰石粉9.8kg、憎水剂硅烷基粉末0.08kg、粒径为120目的羟丙基甲基纤维素0.04kg、粒径为170目、重均分子量为800万的阴离子型聚丙烯酰胺0.04kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例3
本实施例所述砂浆精粉C，包括如下组分：粒径为200目的石灰石粉9.9kg、硬脂酸钙0.05kg、粒径为170目的羟乙基纤维素0.01kg、粒径为120目、重均分子量为1200万的阴离子型聚丙烯酰胺0.01kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例4
本实施例所述砂浆精粉D，包括如下组分：粒径为250目的石灰石粉9.955kg、硅烷基粉末0.01kg、粒径为200目的羧甲基纤维素0.01kg、粒径为100目、重均分子量为1800万的阴离子型聚丙烯酰胺0.005kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例5
本实施例所述砂浆精粉E，包括如下组分：粒径为300目的石灰石粉9.99kg、硬脂酸铝0.003kg、粒径为80目的羟乙基纤维素0.003kg、粒径为80目、分子量为2000万的阴离子型聚丙烯酰胺0.002kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例6
本实施例所述砂浆精粉F，包括如下组分：粒径为120目的石灰石粉9.7kg、十二烷基硫酸钠0.05kg、憎水剂硅烷基粉末0.1kg、粒径为80目的羟丙基甲基纤维素0.1kg、粒径为200目、分子量为400万的阴离子型聚丙烯酰胺0.05kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素、引气剂混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例7
本实施例所述砂浆精粉G，包括如下组分：粒径为170目的石灰石粉9.8kg、十二烷基硫酸钠0.04kg、憎水剂硅烷基粉末0.08kg、粒径为120目的羟丙基甲基纤维素0.04kg、粒径为170目、分子量为800万的阴离子型聚丙烯酰胺0.04kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素、引气剂混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例8
本实施例所述砂浆精粉H，包括如下组分：粒径为200目的石灰石粉9.9kg、松香酸钠0.03kg、硬脂酸钙0.05kg、粒径为170目的羟乙基纤维素0.01kg、粒径为120目、分子量为1200万的阴离子型聚丙烯酰胺0.01kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素、引气剂混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例9
本实施例所述砂浆精粉I，包括如下组分：粒径为250目的石灰石粉9.955kg、十二烷基硫酸钠0.02kg、硅烷基粉末0.01kg、粒径为200目的羧甲基纤维素0.01kg、粒径为100目、分子量为1800万的阴离子型聚丙烯酰胺0.005kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素、引气剂混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
实施例10
本实施例所述砂浆精粉J，包括如下组分：粒径为300目的石灰石粉9.99kg、木质素磺酸钙0.002kg、硬脂酸铝0.003kg、粒径为80目的羟乙基纤维素0.003kg、粒径为80目、分子量为2000万的阴离子型聚丙烯酰胺0.002kg。
本实施例所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素、引气剂混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
性能测试评价例
采用实施例1～10所述砂浆精粉配制建筑砂浆，对建筑砂浆进行改性，分别测试经本发明所述砂浆精粉改性后的建筑砂浆的3d抗压强度、7d抗压强度、28d抗压强度、塌落度性能，建筑砂浆配比和各性能测试结果如表1
表1建筑砂浆配比和各性能测试结果
由表1可知，采用本发明所述的砂浆精粉的制备得到的建筑砂浆其3d抗压强度可以达到9.2MPa、7d抗压强度可以达到11.8MPa、28d抗压强度可以达到17.4MPa，塌落度最小可达85，塌落度和各龄期抗压强度均符合JGJ/T98-2010，可以用于砌筑砂浆和抹灰砂浆。按照本发明的方法生产砂浆精粉生产方法简单，且采用矿渣粉可替代部分水泥，降低了砂浆精粉的成本，混凝土强度稳定，适合大批量的生产，可用于混凝土结构的承重部位。
此外，本发明进一步采用背景技术中引用的专利文献CN1939866A中所述砂浆伴侣进行了对比实验，砂浆伴侣的配比如下：石灰石粉90kg、乳胶粉12kg、纤维素醚11kg、引气剂0.1kg、淀粉醚0.1kg、憎水剂1kg、有机纤维3kg。采用该砂浆伴侣改性建筑砂浆，建筑砂浆配比如下：以每立方米建筑砂浆计，水泥236kg、砂浆伴侣82kg、砂1425kg、水260kg，对该建筑砂浆进行性能测试，测试结果如下：塌落度93、3d强度5.6、7d强度6.3、28d强度9.5。
对比实验与本发明所述实施例1～10相比，本发明所述实施例1～10中，塌落度降低了2～9%，而塌落度越小，表明建筑砂浆的收缩率越低，抗开裂性越好，因此可以证明采用本发明所述的砂浆精粉的制备得到的建筑砂浆的收缩率大大降低，经测试表明收缩率可降低30%，而收缩率降低后其抗开裂性也大大提高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种砂浆精粉，其特征在于，包括如下重量份数的组分：石灰石粉97～99.9份、憎水剂0.03～1份、纤维素0.03～1份、聚丙烯酰胺0.0～0.5份、引气剂0.02～0.5份。
2.根据权利要求1所述的砂浆精粉，其特征在于，还包括引气剂0.02～0.5份。
3.根据权利要求2所述的砂浆精粉，其特征在于，以质量百分比计，由如下重量份数的组分组成：石灰石粉99.55份、引气剂0.2份、憎水剂0.1份、纤维素0.1份、聚丙烯酰胺0.05份。
4.根据权利要求2或3所述的砂浆精粉，其特征在于，所述引气剂为十二烷基硫酸钠、木质素磺酸钙中的一种。
5.根据权利要求1～4任一所述的砂浆精粉，其特征在于，所述石灰石粉的颗粒粒径为120～600目；所述纤维素的颗粒粒径≥80目。
6.根据权利要求1～5任一所述的砂浆精粉，其特征在于，所述憎水剂为硅烷基粉末、硬脂酸钙、硬脂酸铝中的一种；所述纤维素为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种。
7.根据权利要求1～6任一所述的砂浆精粉，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的颗粒粒径为≥80目、重均分子量为400～2000万。
8.根据权利要求1～7任一所述的砂浆精粉，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺或非离子型聚丙烯酰胺。
9.权利要求1～8任一所述砂浆精粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将特定量的憎水剂加入特定量的石灰石粉中混合均匀；
（2）再将特定量的聚丙烯酰胺、纤维素混合均匀；
（3）将所述步骤（2）中混合均匀的物质加入所述步骤（1）中混合均匀的混合物中，搅拌均匀，制备得到砂浆精粉。
10.根据权利要求9所述砂浆精粉的制备方法，其特征在于，向所述步骤（2）中加入特定量的引气剂，混合均匀。
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