CN103992078A - 一种掺有磷渣粉的自流平砂浆 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺有磷渣粉的自流平砂浆。由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、磷渣粉、S105矿渣粉、粉煤灰、河砂、复合激发剂、减水剂、稳定剂、消泡剂和水组成。本发明产品可以解决一般自流平砂浆成本高，硬化后表面不光滑和收缩开裂等问题，同时还可以提高工业副产物磷渣的资源化利用率。本发明产品具有流动性好、凝结硬化快、水化热低、早期强度高、后期强度增进快、收缩变形小、硬化后表面光滑平整和不开裂等优点，既适用于新地面的施工，也可用于修补已经磨损、起砂甚至损坏的地面，并可用于各类地坪基层的自找平。

Description

一种掺有磷渣粉的自流平砂浆

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺有磷渣粉的自流平砂浆。

背景技术

磷渣是高温电炉提炼黄磷过程中排放的工业废渣，每生产1t 黄磷，大约产生(8-10)t磷渣，排放量巨大。磷渣的化学组成和物相结构与水淬高炉矿渣相似，具有潜在的化学活性。目前大量磷渣主要以堆放的方式处理，堆放不仅占用大量土地，而且污染附近的土壤和水体。传统的水泥砂浆地面的施工过程中，在砂浆拌制好后，要采用人工摊铺、刮平、抹面等工序。这种多层施工法的后果是，地面面层与混凝土基层的粘结强度较低，地面面层由于水泥用量过多，产生大量裂缝，导致其抗渗性能降低，耐磨性不足及光洁度不佳。随着水泥基材料科学技术的进步，自流平砂浆应运而生。自流平砂浆最大的优点是具有良好的自流平性，当将其拌匀成流动性符合要求的浆体浇筑于楼地面上时，其在自重作用下自行流平铺展，硬化后形成平整光洁、耐磨性优良的整体地面面层，克服了普通水泥砂浆施工后平整度难以控制等一系列质量通病。但是目前自流平砂浆生产成本较高，尚无法完全克服后期收缩开裂的难题，且也常会出现面层硬化后表面不十分平整、易起粉的现象，制约了我国自流平砂浆的生产和推广应用步伐。

掺入磷渣粉所制备的自流平砂浆，具有流动性好、凝结硬化快、水化热低、早期强度高、后期强度增进快、收缩变形小、硬化后表面光滑平整和不开裂等优点。同时，掺入磷渣粉能够降低自流平砂浆的生产成本，有效利用磷渣，减轻环境负荷，提高固体废弃物的综合利用率。

本发明产品由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、磷渣粉、S105矿渣粉、粉煤灰、河砂、复合激发剂、减水剂、稳定剂、消泡剂和水组成。其制备工艺简单，具有流动性好、凝结硬化快、水化热低、早期强度高、后期强度增进快、收缩变形小、硬化后表面光滑平整和不开裂等优点，既适用于新地面的施工，也可用于修补已经磨损、起砂甚至损坏的地面，并可用于各类地坪基层的自找平，产品生产应用后将产生很好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明在于提供一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、磷渣粉、S105矿渣粉、粉煤灰、河砂、复合激发剂、减水剂、稳定剂、消泡剂和水组成，各组分的重量比为：

普通硅酸盐水泥               100

高铝水泥                     20-40

磷渣粉                       10-30

S105矿渣粉                  10-30

粉煤灰                       5-20

河砂                         150-350

复合激发剂                   1-3

减水剂                       0.05-2.50

稳定剂                       0.04-0.12

消泡剂                       0.02-0.08

水                           25-65；

所述粉煤灰为                                                级高钙粉煤灰，其游离氧化钙的质量分数小于等于3.0%，烧失量小于等于5.0%。

各组份较佳的重量比为：

普通硅酸盐水泥               100

高铝水泥                     25-35

磷渣粉                       15-25

S105矿渣粉                  15-25

粉煤灰                       7-15

河砂                         200-300

复合激发剂                   1.5-2.5

减水剂                       0.50-1.50

稳定剂                       0.06-0.08

消泡剂                       0.03-0.06

水                           35-55。

本发明中，所述普通硅酸盐水泥为52.5级普通硅酸盐水泥。

本发明中，所述高铝水泥为CA-50高铝水泥。

本发明中，所述磷渣粉为磷渣粉磨而成，其粒径为(20-50)μm，氮吸附法测定的比表面积为(280-350)m²/kg。

本发明中，所述S105矿渣粉的粒径为(10-30)μm，氮吸附法测定的比表面积为(500-600)m²/kg。

本发明中，所述粉煤灰为级高钙粉煤灰，其游离氧化钙的质量分数小于等于3.0%，烧失量小于等于5.0%。

本发明中，所述河砂的细度模数为1.4-1.6，堆积密度为(1250-1550)kg/m³。

本发明中，所述复合激发剂为硫酸铝、硫酸钠、氯化钙和氢氧化钙按1：1：1：1的质量比例配制而成。

本发明中，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

本发明中，所述稳定剂为羟甲基丙基纤维素醚。

本发明中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

本发明中，所述水为饮用自来水。

本发明提出的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆的制备方法，具体步骤如下：

按前述重量比例称取普通硅酸盐水泥、高铝水泥、磷渣粉、S105矿渣粉、粉煤灰、河砂、复合激发剂、减水剂、稳定剂、消泡剂和水，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。

磷渣粉、S105矿渣粉和高钙粉煤灰作为辅助性胶凝材料，与水泥一起组成复合胶凝体系。采用磷渣粉、S105矿渣粉和高钙粉煤灰复合掺加，不仅能降低水化热，而且充分发挥三者的活性，对整个体系的强度持续发展和减小干缩变形都能起到很大的作用。

S105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S105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。

高钙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。高钙粉煤灰在水泥砂浆中起到化学和物理两方面作用：化学方面表现为粉煤灰的火山灰效应，它可与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。

磷渣粉主要由玻璃体组成，具有一定的潜在火山灰活性。磷渣粉的掺入可以改善砂浆的抗干燥收缩性能。磷渣粉活性较低，水化反应初期是不参与反应的，只是作为一种惰性填料填充孔隙，减少了化学收缩；水化后期，磷渣粉中的活性SiO₂和Al₂O₃与水泥水化产生的Ca(OH)₂发生二次水化作用，大幅减少Ca(OH)₂晶体数量，并产生水化硅酸钙和具有一定膨胀作用的钙矾石，在一定程度上补偿了砂浆的干燥收缩，并且增强了整个体系的密实性。掺入磷渣粉虽抑制和延缓了水泥的早期水化，但却使得晶体“生长发育”得更好，后期浆体结构更加致密。

掺入复合激发剂可以提高浆体液相碱度，促进磷渣玻璃体中硅-铝-钙稳定结构的解体，加快水化产物的形成，从而改善磷渣粉的活性。

掺入减水剂可以降低体系用水量，使砂浆在较低水胶比下也能具有理想的流动性，无需外力而仅靠浆体自身重力就可自动展开流平。

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；增稠效果使得自流平砂浆新拌阶段的结构强度大大增强；掺入稳定剂还可减轻砂浆的泌水现象。

掺入消泡剂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。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1，一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，按普通硅酸盐水泥100，高铝水泥20，磷渣粉10，S105矿渣粉10，粉煤灰5，河砂150，复合激发剂1.00，减水剂0.05，稳定剂0.04，消泡剂0.02，水25的重量比配制而成。性能测试结果见表1。

实施例2，一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，按普通硅酸盐水泥100，高铝水泥30，磷渣粉20，S105矿渣粉20，粉煤灰10，河砂250，复合激发剂2.00，减水剂1.50，稳定剂0.08，消泡剂0.04，水45的重量比配制而成。性能测试结果见表1。

实施例3，一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，按普通硅酸盐水泥100，高铝水泥40，磷渣粉30，S105矿渣粉30，粉煤灰20，河砂350，复合激发剂3.00，减水剂2.50，稳定剂0.12，消泡剂0.08，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 (8)

1.一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，其特征在于由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、磷渣粉、S105矿渣粉、粉煤灰、河砂、复合激发剂、减水剂、稳定剂、消泡剂和水组成，各组分的重量比为：

普通硅酸盐水泥               100

高铝水泥                     20-40

磷渣粉                       10-30

S105矿渣粉                  10-30

粉煤灰                       5-20

河砂                         150-350

复合激发剂                   1-3

减水剂                       0.05-2.50

稳定剂                       0.04-0.12

消泡剂                       0.02-0.08

水                           25-65；

所述粉煤灰为                                               级高钙粉煤灰，其游离氧化钙的质量分数小于等于3.0%，烧失量小于等于5.0%。

2.根据权利要求1所述的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，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                     25-35

磷渣粉                       15-25

S105矿渣粉                  15-25

粉煤灰                       7-15

河砂                         200-300

复合激发剂                   1.5-2.5

减水剂                       0.50-1.50

稳定剂                       0.06-0.08

消泡剂                       0.03-0.06

水                           35-55。

3.根据权利要求1所述的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，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，所述高铝水泥为CA-50高铝水泥。

4.根据权利要求1所述的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，其特征在于所述磷渣粉为磷渣粉磨而成，其粒径为(20-50)μm，氮吸附法测定的比表面积为(280-350)m²/kg。

5.根据权利要求1所述的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，其特征在于所述S105矿渣粉的粒径为(10-30)μm，氮吸附法测定的比表面积为(500-600)m²/kg。

6.根据权利要求1所述的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，其特征在于所述河砂的细度模数为1.4-1.6，堆积密度为(1250-1550)kg/m³。

7.根据权利要求1所述的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，其特征在于所述复合激发剂为硫酸铝、硫酸钠、氯化钙和氢氧化钙按1：1：1：1的质量比例配制而成。

8.根据权利要求1所述的一种掺有磷渣粉的自流平砂浆，其特征在于所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂，所述稳定剂为羟甲基丙基纤维素醚，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述水为饮用自来水。