CN104926243A - 一种利用废弃石粉制备自流平砂浆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用废弃石粉制备自流平砂浆的方法。（1）原料的重量百分比为：普通42.5硅酸盐水泥24~28%；早强水泥12%~17%；粉煤灰8%~12%；细河砂48%~50%；废弃石粉8%~10%；增稠剂0.02%~0.04%；早强剂0.02%~0.04%；消泡剂0.02%~0.04%；缓凝剂0.1%~0.12%；减水剂0.1%~0.13%；各组分重量百分比之和为100%。（2）将普通硅酸盐水泥、早强水泥、粉煤灰、废弃石粉、细河砂混合均匀，依次加入增稠剂、早强剂、消泡剂和缓凝剂，搅拌均匀后，按照水胶比0.4，逐渐加水，搅拌1分钟后加入减水剂，搅拌均匀后静置30秒后再快速搅拌1分钟即制得自流平砂浆。本发明成本低，提高了砂浆的稳定性，具有增加砂浆早期强度的作用，解决大量废弃石粉带来的环境问题。

Description

一种利用废弃石粉制备自流平砂浆的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别是一种利用废弃石粉制备自流平砂浆的方法。
背景技术
自流平砂浆是由多种活性成分组成的干混型粉状材料，现场拌水即可使用，稍经刮刀展开，即可获得高平整基面,并且早期强度高，能够提高施工效率，适用于混凝土地面的精找平及所有铺地材料，广泛应用于民间及商业建筑。
目前我国的自流平砂浆技术还没有完全成熟，还面临着工作性能差、早期强度低和废渣利用率低等问题。目前自流平砂浆基本采用细河砂做集料，而由于河砂开采已造成了严重的环境问题，因此如何减少河砂的消耗成为了自流平砂浆的研究热点，国内学者也对此进行了大量的研究，基本技术思路都是利用磨细后的粉体部分替代河砂，细度一定的粉体可以提高砂浆的稠度，起到改善砂浆工作性能的作用，同时细度一定的粉体具备填充效应和成核效应，能提高砂浆的早期强度。CN102140026A和CN103342530A中利用重钙粉替代河砂做集料，不但减少了河砂的用量，而且改善了砂浆的工作性能，提高了砂浆的早期强度， CN103539413A中则利用了滑石粉做集料，也达到了有益的效果。虽然上述方法起到了一定的效果， 但是工厂所产的粉体一般细颗粒较多，因此耗水量较大，且分散不好，如果大量掺加，则会降低砂浆流动性。
目前，大量的石材加工厂和机制砂生产线不断投产，每天产生大量的废弃石粉，任意排放，造成了空气、水源的污染，石粉的堆积也占用了大量的土地，对废弃石粉的处理势在必行，大量研究将废弃石粉用于砂浆及混凝土，收到了有益的效果，CN101353245中将废弃石粉、矿渣和水泥熟料混合粉磨，得到一种胶凝材料。但是仅仅把废弃石粉利用于普通的砂浆混凝土，而自流平砂浆是一种大流动度的特种砂浆，极易离析泌水，大量研究基本采用增加细粉材料的比重或加入增稠剂的方法来提高稠度，解决离析泌水问题，废弃石粉细度可满足要求，是一种较细的粉体，具有显著增稠作用，用于普通砂浆时，这种作用不能得到充分发挥，而对于自流平砂浆，则效果十分明显。
目前，还没有用废弃石粉替代河砂做自流平砂浆的相关报道。
发明内容
本发明的目的就是提供一种废弃石粉做填料，并替代部分细河砂制备自流平砂浆的方法。以废弃石粉做填料，河砂为集料，将其与胶凝材料和外加剂混合，制备出一种早期强度高、工作性能好、成本低的绿色环保自流平砂浆。
具体步骤为：
（1）原料的重量百分比为：普通42.5硅酸盐水泥24~28%；早强水泥12%~17%；粉煤灰 8%~12%；细河砂48%~50%；废弃石粉8%~10%；增稠剂0.02%~0.04%；早强剂0.02%~0.04%；消泡剂0.02%~0.04%；缓凝剂0.1%~0.12%；减水剂0.1%~0.13%；各组分重量百分比之和为100%。
（2）按步骤（1）原料的配比将普通硅酸盐水泥、早强水泥、粉煤灰、废弃石粉、细河砂混合均匀，然后依次加入增稠剂、早强剂、消泡剂和缓凝剂，搅拌均匀后，按照水胶比0.4，逐渐加水，搅拌1分钟后加入减水剂，继续搅拌，搅拌均匀后静置30秒后再快速搅拌1分钟即制得自流平砂浆。
所述废弃石粉为机制砂生产中收集的，细度小于75μm。
所述细河砂细度模数为2.0。
所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚
所述早强剂为硫酸铝、碳酸锂和甲酸钙中的一种或几种。
所述消泡剂为有机硅消泡剂或高级脂肪酸酯消泡剂。
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、酒石酸和柠檬酸中的一种或几种。
所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
本发明中采用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥做主要的胶凝材料，硫铝酸盐水泥是一种早强水泥，能满足自流平砂浆的早期强度需求，但是后期强度较差，而普通硅酸盐的中后期强度很高，通过两种胶凝材料的复合，能够保证自流平砂浆整体的强度发展。
本发明中采用粉煤灰做掺合料，粉煤灰在砂浆中主要起到物理化学两个作用 ：物理作用体现在粉煤灰的微集料效应和形态效应，能够增加砂浆的流动性，硬化后的密实性。化学作用主要体现在火山灰效应，能够与水泥水化产物氢氧化钙反应生成水化硅酸钙，增加后期强度。
本发明采用废弃石粉作为填料，废弃石粉能增加浆体的稠度，从而避免了砂浆的分层离析，同时优化了砂浆的级配使得砂浆硬化后的结构更加密实。
本发明采用了五种添加剂，增稠剂能与水结合生成低粘度的凝胶，增加水泥的粘度，并且其吸附的水会在水泥硬化后释放出来，防止砂浆的收缩开裂。采用早强剂和缓凝剂两种作用完全相反的添加剂，早强剂能加速水泥水化，提高早期强度，而缓凝剂则会与水泥中的氢氧化钙反应，减缓水泥的水化，通过调整两种添加剂的配比，来控制水泥的早期水化进程，使其在30分钟的流动度不会损失，而1天的强度也达到要求。添加消泡剂则是为了消除浆体搅拌中出现的有害气泡，同时使硬化后的表面平整。减水剂能够使砂浆在低水灰比的情况下，依然保持高的流动度，同时能提高一定的强度。
通过与现有技术相比，本发明的有益效果有：
（1）添加废弃石粉后，砂浆的稠度会增加，减少了离析泌水，可节省一部分增稠剂，石粉替代河砂率20%时，砂浆的初始流动度达141mm，静置20分钟后，流动度仍达到139mm，没有出现离析泌水，稳定性良好。
（2）添加石粉后，砂浆的力学性能得到显著提高，石粉对砂浆的作用主要体现在三个效应上：微集料填充效应、活性效应和晶核效应。石粉分散并填充在硬化后砂浆的空隙结构中，提高了砂浆结构的均匀性，同时细度很小的石粉在水化过程中充当了晶核的作用，从而使水化产物增多，避免了晶体的集中生长，同时石灰石粉在后期具有一定的活性，与水泥中的C3A反应生成碳铝酸盐，对后期强度也有一定的贡献。
具体实施方式
实施例1:
将385g普通42.5硅酸盐水泥、210g早强水泥、105g粉煤灰、115g废弃石粉和655g细河砂混合均匀，然后依次加入0.42g增稠剂羟丙基甲基纤维素醚、0.36g早强剂硫酸铝、0.3g有机硅消泡剂和1.3g缓凝剂葡萄糖酸钠，搅拌均匀后，按照水胶比0.4，逐渐加水，搅拌1分钟后加入1.7g聚羧酸减水剂，继续搅拌，搅拌均匀后静置30秒后再快速搅拌1分钟即制得自流平砂浆。
所述废弃石粉为机制砂生产中收集的，细度小于75μm。
所述细河砂细度模数为2.0。
所制备的自流平砂浆性能经测试，初始流动度和20分钟流动度分别可达143mm和140mm，1d的抗折和抗压强度达2.6MPa和9.1MPa，28d的抗折和抗压强度分别达6.8MPa和30MPa。
实施例2:
将350g普通42.5 硅酸盐水泥、210g早强水泥、140g粉煤灰、154g废弃石粉、616g细河砂混合均匀，然后依次加入0.35g增稠剂羟乙基甲基纤维素醚、0.42g早强剂碳酸锂、0.3g高级脂肪酸酯消泡剂和1.2g缓凝剂酒石酸，搅拌均匀后，按照水胶比0.4，逐渐加水，搅拌1分钟后加入1.6g萘系减水剂，继续搅拌，搅拌均匀后静置30秒后再快速搅拌1分钟即制得自流平砂浆。
所述废弃石粉为机制砂生产中收集的，细度小于75μm。
所述细河砂细度模数为2.0。
所制备的自流平砂浆性能经测试，初始流动度和20分钟流动度分别达141mm和139mm，1d的抗折和抗压强度达2.8MPa和9.7MPa，28d的抗折和抗压强度分别达6.5MPa和32MPa。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用废弃石粉制备自流平砂浆的方法，其特征在于具体步骤为：
（1）原料的重量百分比为：普通42.5硅酸盐水泥24~28%；早强水泥12%~17%；粉煤灰 8%~12%；细河砂48%~50%；废弃石粉8%~10%；增稠剂0.02%~0.04%；早强剂0.02%~0.04%；消泡剂0.02%~0.04%；缓凝剂0.1%~0.12%；减水剂0.1%~0.13%；各组分重量百分比之和为100%；
（2）按步骤（1）原料的配比将普通硅酸盐水泥、早强水泥、粉煤灰、废弃石粉、细河砂混合均匀，然后依次加入增稠剂、早强剂、消泡剂和缓凝剂，搅拌均匀后，按照水胶比0.4，逐渐加水，搅拌1分钟后加入减水剂，继续搅拌，搅拌均匀后静置30秒后再快速搅拌1分钟即制得自流平砂浆；
所述废弃石粉为机制砂生产中收集的，细度小于75μm。
2.所述细河砂细度模数为2.0；
所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚；
所述早强剂为硫酸铝、碳酸锂和甲酸钙中的一种或几种；
所述消泡剂为有机硅消泡剂或高级脂肪酸酯消泡剂；
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、酒石酸和柠檬酸中的一种或几种；
所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
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