CN103771804B - 一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆及使用方法。本发明产品所用原材料包括：普通硅酸盐水泥、抛光砖废料、粉煤灰、超细硅粉、河砂、增强相、界面剂和憎水剂。本发明产品克服了传统抹灰砂浆强度不足、体积收缩和粘结力差等缺点，而且还有助于处理抛光砖生产线所产生的大量抛光砖废料。本发明产品具有抗渗性及疏水性好、保水能力高、粘结力和抗裂性强等特点，主要用于建筑墙体及结构表面抹灰，适用范围较广。

Description

一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆及使用方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆及使用方法。
背景技术
随着我国现代化建设的发展，建筑材料行业发展十分迅速。在建筑材料行业中，砂浆是最主要的建筑材料之一。商品砂浆的问世解决了传统砂浆现场配制和搅拌引起的劳动强度大、施工效率低、污染周围环境等问题。对于疏水抹灰砂浆目前市场上种类不少，但是多数疏水抹灰砂浆易开裂，收缩大，疏水防漏效果不明显，这些问题限制了疏水抹灰砂浆的推广应用。研制出疏水效果好，成本低廉的疏水抹灰砂浆已势在必行。与此同时，随着我们建筑行业的发展，对优质填充料的需求也越来越大，目前市场上优质的填充料矿渣粉和粉煤灰，在一些区域已经出现了不同程度的紧缺。
陶瓷工业的发展不可避免的产生了大量陶瓷废料，例如每生产lm2抛光砖所产生的固体废弃物约(1.95-2.10)Kg，全国抛光砖生产线每年排放的抛光砖废料多达1000多万吨。根据英国陶瓷协会提供的资料，可以在坯体配方中引入的经加工后的抛光砖陶瓷废料量仅为4%-8%，然而整个烧成工序包括制品出库前的损耗约为6%-12%，因此抛光砖生产线不能就地消化的抛光砖废料占到总加工量的4%-8%。目前，抛光砖废料主要以堆放的形式处理，不仅占用大量土地，而且污染堆放附近的土壤和水体。抛光砖废料主要以玻璃体形式存在，而且其主要化学组分与矿粉和粉煤灰相似，都是SiO2，CaO和Al2O3等化合物。磨细的抛光砖废料具有一定的潜在活性，可以作为填充料使用。
本发明主要是利用抛光砖废料作为填充料制备疏水抹灰砂浆。本发明的疏水抹灰砂浆，以普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，以抛光砖废料、粉煤灰和超细硅粉作为填充料，以河砂为集料、聚丙烯纤维为增强相，再辅以界面剂和疏水剂配制而成。本发明产品具有流动性好、保水性好、黏聚性好、收缩小、不开裂、耐久性好和疏水防漏性能好等特性。本发明产品不仅可以解决传统抹灰砂浆易开裂，收缩大的问题；还可以充分利用抛光砖废料，变废为宝，降低疏水抹灰砂浆制备成本，提高经济效益；同时，本发明产品具有优良的疏水防漏作用，用于建筑墙面和结构表面具有良好的防水效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备成本较低，具有高保水性、早期强度发展快、后期强度高、疏水防漏、良好的抗裂性和抗渗性的掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆。
本发明提出的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，由普通硅酸盐水泥、抛光砖废料、粉煤灰、超细硅粉、河砂、增强相、界面剂和憎水剂组成，各组分的重量比为：
普通硅酸盐水泥                100
抛光砖废料                        20-40
粉煤灰                                10-25
超细硅粉                            5-20
河砂                                    250-450
增强相                                1.50-2.00
界面剂                                8-12
憎水剂                                0.5-2.0。
各组份较佳的重量比为：
普通硅酸盐水泥                100
抛光砖废料                        25-35
粉煤灰                                15-20
超细硅粉                            10-15
河砂                                    300-400
增强相                                1.60-1.80
界面剂                                9-11
憎水剂                                1.0-1.5。
本发明中，所述普通硅酸盐水泥为52.5级普通硅酸盐水泥。
本发明中，所述抛光砖废料是抛光砖生产线加工剩余的边角废料，经粉磨而成的粉料，其比表面积为(300-330)m2/Kg。
本发明中，所述粉煤灰为                                               级粉煤灰，其游离氧化钙质量百分比小于等于3.0%，烧失量质量百分比小于等于5.0%。
本发明中，所述超细硅粉的比表面积为(15-25)m2/g，颗粒粒径为(1.5-10)μm，堆积密度为245Kg/m3。
本发明中，所述河砂的细度模数为(2.1-2.3)，表观密度2640Kg/m3，堆积密度为1500Kg/m3。
本发明中，所述增强相为聚丙烯纤维，直径25μm，长度(4-6)mm。
本发明中，所述界面剂是由膨胀剂、高性能减水剂、乳胶粉和纤维素醚按照1: 0.30: 0.55: 0.01的质量比例配制而成。
本发明中，所述憎水剂是由硅烷基粉末和硬脂酸锌按照1: 0.50的质量比例配制而成。
本发明提出的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆的制备方法，具体步骤如下：
(1). 抛光砖废料的制备：将抛光砖生产线深加工所产生的砖屑边角废料，采用球磨机粉磨(30-50)min，即可制备出比表面积合适的抛光砖废料；
(2). 按前述重量比例称取普通硅酸盐水泥、抛光砖废料、粉煤灰、超细硅粉、河砂、界面剂和憎水剂，加入搅拌机中搅拌(10-15)min，直至混合均匀，制备成为掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆；
本发明提出的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆的使用方法，具体步骤如下：
准确称取上述制备好的掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，先将水加入搅拌机，随着搅拌机叶片转动，将砂浆匀速投入搅拌机。搅拌均匀后即可施工。加水量为本发明产品重量的15%-25%。
本发明产品为一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特点如下：
1. 本发明中，采用普通硅酸盐水泥作为主要的胶凝组分。抛光砖废料、粉煤灰和超细硅粉作为填充料，与普通硅酸盐水泥组成复合胶凝体系。采用抛光砖废料、粉煤灰和超细硅粉复合掺加，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有利作用。
抛光砖废料具有一定的火山灰活性，它与水泥水化反应产生的氧化钙发生反应，大幅减少氧化钙晶体数量并大量产生胶凝性很强的水化硅酸钙凝胶，对于整个体系结构的密实和后期强度的提高起到促进作用。
粉煤灰是一种具有潜在活性物质的材料。粉煤灰中的二氧化硅和氧化铝能与水泥水化时产生的氢氧化钙反应生成新的稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙从而提高了裂缝修补砂浆的强度以及抗化学侵蚀的能力；而粉煤灰颗粒粒形完整，表面光滑，质地致密，能起到减水作用、致密作用和匀质作用，从而提高疏水抹灰砂浆在施工时的工作性。
超细硅粉作为填充料，由于其平均粒径非常小，掺入水泥砂浆中，能很好地填充于水泥颗粒空隙中，使砂浆更加致密。此外，它还与游离的氢氧化钙结合，形成稳定的硅酸钙水化物2CaO·SiO2·H2O，从而提高了砂浆的抗渗性能。
2.河砂的细度模数为(2.1-2.3)，表观密度2640Kg/m3，堆积密度为1500Kg/m3。增强相选用聚丙烯纤维，其直径25μm，长度(4-6)mm。选用较细的河砂复配纤维增强相，可以显著改善砂浆的抗断裂性能。在砂浆基体中掺人一定量的聚丙烯纤维能够改变砂浆的断裂行为，聚丙烯纤维的作用是桥接基体裂缝而改变其开裂行为，从而使疏水抹灰砂浆具有较高的强度和良好的韧性。
3. 本发明中的界面剂由膨胀剂、高性能减水剂、乳胶粉和纤维素醚组成，是疏水抹灰砂浆的保水增稠材料，能够提高砂浆的粘稠性和保水性能。
膨胀剂可以在水泥水化、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，抵消砂浆硬化时产生的收缩应力。
高性能减水剂的加入可以减少用水量，提高浆体流动性和稳定性，改善砂浆和易性，有助于提高砂浆强度，减少干缩。
乳胶粉能提高砂浆的粘结性能，并且可以再硬化砂浆中形成连续的高分子聚合物薄膜，阻挡硬化砂浆中的毛细管道，使得水分不易流动，提高硬化砂浆的抗渗性能。
砂浆内的纤维素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，使砂浆体系更稳定，也提高了砂浆在搅拌过程的流动性和施工的爽滑性。
4. 本发明中的憎水剂由硅烷基粉末和硬脂酸锌组成，可以显著改善砂浆表面特性和内部孔隙结构，从而达到疏水防漏目的。
硅烷基粉末的特点是具有多个有机硅单元，可迅速分散到水中。在水泥水化后的高碱性环境下，硅烷中亲水的有机官能团水解形成高反应活性的硅烷醇基团，硅烷醇基团继续与水泥水化产物中的羟基进行不可逆反应形成化学结合，从而使通过交连作用连接在一起的硅烷牢固地固定在水泥砂浆中孔壁的表面。由于憎水的有机官能团朝向孔壁的外侧，使得孔隙的表面获得了憎水性，由此为干拌砂浆带来了整体的憎水效果。
硬脂酸锌是一种常见的金属皂类防水剂，内掺硬脂酸锌的抹灰砂浆在干燥过程中，硬脂酸锌随着水分迁移到抹灰砂浆表面，在接近表面的薄层有相对较高的聚合浓度，使抹灰砂浆具有疏水效果。
本发明产品以普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，以抛光砖废料、粉煤灰、超细硅粉作为填充料，以河砂为集料，并加入界面剂和憎水剂制备而成。它制备工艺简单，新拌砂浆流动性和保水性好，早期强度发展快且后期强度高，体积微膨胀，抗渗性能和疏水性能优异，可用作于建筑墙体及结构表面的疏水抹灰砂浆层，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1，一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，按普通硅酸盐水泥100，抛光砖废料20，粉煤灰10，超细硅粉5，河砂250，增强相1.50，界面剂8和憎水剂0.5重量比配制而成。按上述掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆总重量的15%加水搅拌均匀，进行测试。性能测试结果见表1。
实施例2，一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，按普通硅酸盐水泥100，抛光砖废料40，粉煤灰25，超细硅粉20，河砂450，增强相2.00，界面剂12和憎水剂2.0重量比配制而成。按上述掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆总重量的25%加水搅拌均匀，进行测试。性能测试结果见表1。
实施例3，一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，按普通硅酸盐水泥100，抛光砖废料30，粉煤灰15，超细硅粉10，河砂350，增强相1.70，界面剂10和憎水剂1.5重量比配制而成。按上述掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆总重量的20%加水搅拌均匀，进行测试。性能测试结果见表1。
表1 实施例性能测试结果

Claims (9)

1.一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特征在于由普通硅酸盐水泥、抛光砖废料、粉煤灰、超细硅粉、河砂、增强相、界面剂和憎水剂组成，各组分的重量比为：
普通硅酸盐水泥                100
抛光砖废料                        20-40
粉煤灰                                10-25
超细硅粉                            5-20
河砂                                    250-450
增强相                                1.50-2.00
界面剂                                8-12
憎水剂                                0.5-2.0；
所述界面剂是由膨胀剂、高性能减水剂、乳胶粉和纤维素醚按照1: 0.30: 0.55: 0.01的质量比例配制而成；所述增强相为聚丙烯纤维，直径25μm，长度(4-6)mm。
2.根据权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特征在于各组份重量比为：
普通硅酸盐水泥                100
抛光砖废料                        25-35
粉煤灰                                15-20
超细硅粉                            10-15
河砂                                    300-400
增强相                                1.60-1.80
界面剂                                9-11
憎水剂                                1.0-1.5。
3.根据权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，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。
4.根据权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特征在于所述抛光砖废料是抛光砖生产线加工剩余的边角废料，经粉磨而成的粉料，其比表面积为(300-330)m2/Kg。
5.根据权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特征在于所述粉煤灰为I级粉煤灰，其游离氧化钙质量百分比小于等于3.0%，烧失量质量百分比小于等于5.0%。
6.根据权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特征在于所述超细硅粉的比表面积为(15-25)m2/g，颗粒粒径为(1.5-10)μm，堆积密度为245Kg/m3。
7.根据权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特征在于所述河砂细度模数为(2.1-2.3)，表观密度2640Kg/m3，堆积密度为1500Kg/m3。
8.根据权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，其特征在于所述憎水剂是由硅烷基粉末和硬脂酸锌按照1: 0.50的质量比例配制而成。
9.一种如权利要求1所述的一种掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆的使用方法，其特征在于具体步骤如下：
准确称取制备好的掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆，先将水加入搅拌机，随着搅拌机叶片转动，将掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆匀速投入搅拌机，搅拌均匀后即可施工；加水量为掺有抛光砖废料的疏水抹灰砂浆重量的15%-25%。
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