CN104003646B - 一种干混砂浆用保水增稠材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种干混砂浆用保水增稠材料及其应用。本发明所述的干混砂浆用保水增稠材料，利用超细矿渣微粉为主要原材料，由超细矿渣微粉、坡缕石、脱硫石膏和羟丙基淀粉醚组成。本发明所述的干混砂浆用保水增稠材料，成分简单，配制生产方便，可直接和水泥、砂混合，应用于配制不同强度等级的普通干混砂浆。使用本发明能大幅度降低普通干混砂浆的分层度，显著提高保水率，改善普通干混砂浆拌和物的均匀性、稳定性和施工性，提高普通干混砂浆的强度和耐久性能，并降低普通干混砂浆的原材料及生产成本，提高施工效率，减少环境污染，具有良好的经济效益。而且本专利发明大量利用工业固体废弃物，具有环保节能、经济成本低等优点，带来良好的社会效益。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及到一种干混砂浆用保水增稠材料及其应用。
背景技术
近年来，随着我国绿色建筑和建筑节能的发展，商品砂浆尤其是干混砂浆，由于具有可机械化作业，人力成本低，生产效率高，环境污染小，性能良好、质量稳定等优点，已广泛应用于各种建筑工程。干混砂浆是指将干粉状的骨料（砂子）、胶凝材料、化学添加剂等均匀混合，通过计算机计量控制、机械化生产、产品可以散装运到现场，作业时只要按一定比例加水搅匀，即可直接使用的新型干粉类砂浆。
干混砂浆是在21世纪初，开始逐渐在我国推广应用。2007年6月，住建部和商务部等四部两局发布了《关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》（商改发〔2007〕205号），提出我国120个大中型城市自2007年9月起分三批在建筑工地禁止现场配制砂浆，极大推动了我国干混砂浆产业的发展。尤其随着我国“十二五”建筑业专项规划和建筑节能专项规划发布以来，越来越多的地方政府强制推广应用干混砂浆。
我国干混砂浆的用量逐渐大幅攀升，据统计，2013年我国干混砂浆用量超过8千万吨。这其中，包括砌筑砂浆、抹灰砂浆和地面砂浆等在内的普通干混砂浆用量超过5千万吨。随着新型墙体材料和施工技术应用，上述砂浆的性能尤其是施工性、保水性和早期强度等对于保证工程质量至关重要。配制普通干混砂浆的技术难点在于如何确保强度情况下，改善砂浆的施工性，提高保水性和早期强度发展，而且组成相对简单，易于混合均匀，并且生产工艺简单，产品质量均匀稳定，在生产、运输和施工工程中不离析。
基于此，本发明为了降低普通干混砂浆生产成本和原材料成本，简化生产过程，拓展矿渣微粉的应用范围，通过几种无机材料和有机材料等的复配，进行了干混砂浆用保水增稠材料的研制。
发明内容
本发明的目的在于制备出一种能显著提高干混砂浆保水性能和早期强度的新型保水增稠材料及其应用。
本发明提出的一种干混砂浆用保水增稠材料，由超细矿渣微粉、脱硫石膏、坡缕石和羟丙基淀粉醚组成，其组分及重量比为：
超细矿渣微粉100
坡缕石5-45
脱硫石膏5-35
羟丙基淀粉醚0.5-15
其中，脱硫石膏为经100℃烘干的电厂脱硫石膏。
本发明中，各组分的较佳重量比为：
超细矿渣微粉100
坡缕石10-38
脱硫石膏10-30
羟丙基淀粉醚1-12。
本发明中，所述超细矿渣微粉的粒径为1-10μm，比表面积为600-850m2/kg，质量系数K在1.6-2.0。
本发明中，所述坡缕石为经过350℃热处理的坡缕石粉，其粒径＜80μm。
本发明中，所述羟丙基淀粉醚的黏度为10000-20000mPa.s。
本发明所述的一种干混砂浆用保水增稠材料制备时，按各种原材料的重量份数称量后，投入到混合机中混合3-5min后，即得所需产品。
本发明产品在干混砂浆中的应用，将该保水增稠材料与水泥、砂一起混合均匀即可。保水增稠材料与水泥、砂的重量比为（0.05～0.15）：（0.5～1）：（1～4），在砂用量不变的情况下，所述保水增稠材料取代水泥的重量为5%～15%。
本发明中，超细矿渣微粉的主要作用是起到减少离析，提高砂浆的稠度、保水性以及强度的作用，超细矿渣微粉具有非常高的潜在胶凝活性，在水泥水化早期即与水泥水化产物Ca(OH)2以及石膏发生二次水化反应，形成水化硅酸钙凝胶和水化硫铝酸盐物质，增强水泥砂浆的密实性，提高早期强度；而且随着时间延长，超细矿渣微粉参与水泥水化反应的量逐渐增多，进一步提高水泥砂浆中后期强度。坡缕石的主要作用是吸附水分和增大浆体的黏度及触变性，将水泥颗粒隔离成分散良好的浆体，并且其具有很大的比表面积和表面负电荷，能够吸附大量水分，确保水泥砂浆内水分不易散失，使得水分缓慢释放，起到良好的保水增稠作用，并促进水泥的水化反应。且坡缕石还具有一定的水化活性，能与水泥水化产物发生二次水化反应，提高水泥砂浆的强度。脱硫石膏的主要作用是激发超细矿渣微粉胶凝活性以及提高水泥砂浆施工和易性，脱硫石膏中的硫酸根促进超细矿渣微粉中的铝质参与水化反应，生成水化硫铝酸盐，提高水泥浆体的密实性和抗收缩性，提高强度和耐久性。羟丙基淀粉醚的作用在于溶解后形成一定粘度的溶液，提高水泥砂浆的粘度，改善水泥浆体对砂浆中砂颗粒的包裹性，减少砂浆的分层离析，由于具有良好的保水性，能有效阻止基体材料对水泥砂浆中水分的快速吸收和水分蒸发，从而提高水泥砂浆的抗开裂性和防水性。羟丙基淀粉醚还能显著提升水泥砂浆的抗垂挂性能，显著提高水泥砂浆与混凝土、砖、砌块等基体材料的粘结强度等。
本发明为灰白色的微细粉末状物质，能与干混砂浆中的各组分良好地分散，混合均匀，能使得所配制的干混砂浆在稠度、粘聚性、保水性、和易性、均匀性、施工性，以及抗压强度（尤其是早期强度）、粘结强度、抗收缩开裂性能及耐久性能等方面大幅改善。同时，掺加本发明产品，还有助于提高水泥砂浆的施工效率，可实现干混砂浆的机械化喷涂施工，降低环境污染和材料浪费。本发明产品能降低水泥砂浆的用水量和水泥用量，提高水泥砂浆粘结性能和耐久性能，减少收缩开裂，提高工程质量。
本发明产品应用范围广，通过调整本发明产品的掺量，可以配制出经济性好的各种强度等级的抹灰砂浆、砌筑砂浆和地面砂浆等普通干混砂浆。也可应用于配制其他种类的特种干混砂浆，如瓷砖胶粘剂、保温砂浆等。
使用本发明产品配制干混砂浆，能简化干混砂浆的生产工艺过程，确保干混砂浆产品质量。且与传统保水增稠材料相比，在经济性和技术参数上更优，尤其是避免了传统材料不利于水泥砂浆早期强度的缺陷。
本发明产品，原材料来源范围广，产品组分合理、各组分协同发挥作用，生产工艺简单，储存期限长，使用方法简单，对环境无污染，且能部分利用工业固体废弃物。经济效益和社会效益突出，具有良好的市场应用前景。
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：用于干混砂浆的保水增稠材料，其组分及配比（重量百分比）为超细矿渣微粉60%、坡缕石18%、脱硫石膏17%、羟丙基淀粉醚5%，按上述材料称量后，投入混合机混合均匀即可。与不掺任何外加剂的砌筑砂浆相比，掺加本发明产品的砌筑砂浆（掺量为胶凝材料质量的7.5%），其和易性、粘稠性大幅提高，分层度仅8mm，保水性从66%提高到94.3%，3d抗压强度提高25%，28d抗压强度提高18%，粘结拉伸强度从0.18MPa提高到0.55MPa，收缩率降低33%，50次冻融循环后的强度损失率降低40%，满足干混砌筑砂浆的标准要求。
实施例2：用于干混砂浆的保水增稠材料，其组分及配比（重量百分比）为超细矿渣微粉75%、坡缕石10%、脱硫石膏12%、羟丙基淀粉醚3%，按上述材料称量后，投入混合机混合均匀即可。与不掺任何外加剂的地面砂浆相比，掺加本发明产品的地面砂浆（掺量为胶凝材料质量的5.5%），其和易性、粘稠性大幅提高，分层度仅12mm，保水性从63%提高到93.2%，3d和28d抗压强度分别提高25%和15%，粘结拉伸强度从0.2MPa提高到0.5MPa，收缩率降低25%，50次冻融循环后的强度损失率降低30%，满足干混地面砂浆的标准要求。
实施例3：用于干混砂浆的保水增稠材料，其组分及配比（重量百分比）为超细矿渣微粉55.5%、坡缕石20%、脱硫石膏18%、羟丙基淀粉醚6.5%，按上述材料称量后，投入混合机混合均匀即可。与不掺任何外加剂的抹灰砂浆相比，掺加本发明产品的抹灰砂浆（掺量为胶凝材料质量的12%），其和易性、粘稠性大幅提高，分层度仅6mm，保水性从66%提高到96.4%，3d和28d抗压强度分别提高35%和30%，粘结拉伸强度从0.2MPa提高到0.6MPa，收缩率降低30%，50次冻融循环后的强度损失率降低40%，满足干混抹灰砂浆的标准要求。
由以上实施例可见，本发明提出的干混砂浆用保水增稠材料，适用于配制各种普通干混砂浆，能显著提高干混砂浆的各项性能指标，使得水泥砂浆的性能均满足或超过相关标准和工程要求。
Claims (4)
1.一种干混砂浆用保水增稠材料，其特征在于由超细矿渣微粉、脱硫石膏、坡缕石和羟丙基淀粉醚组成，其组分及重量比为：
超细矿渣微粉100
坡缕石5-45
脱硫石膏5-35
羟丙基淀粉醚0.5-15
其中，脱硫石膏为经100℃烘干的电厂脱硫石膏；
所述超细矿渣微粉的粒径为1-10μm，比表面积为600-850m2/kg，质量系数K在1.6-2.0；所述坡缕石为经过350℃热处理的坡缕石粉，其粒径＜80μm。
2.根据权利要求1所述的干混砂浆用保水增稠材料，其特征在于各组分的重量比为：
超细矿渣微粉100
坡缕石10-38
脱硫石膏10-30
羟丙基淀粉醚1-12。
3.根据权利要求1所述的干混砂浆用保水增稠材料，其特征在于：所述羟丙基淀粉醚的黏度为10000-20000mPa.s。
4.一种如权利要求1所述的普通干混砂浆用保水增稠材料在干混砂浆中的应用，其特征在于将该保水增稠材料与水泥、砂一起混合均匀即可，保水增稠材料与水泥、砂的重量比为（0.05～0.15）：（0.5～1）：（1～4），在砂用量不变的情况下，所述保水增稠材料取代水泥的重量为5%～15%。
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