CN105503141A - 一种废渣磷酸镁水泥自流平砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废渣磷酸镁水泥自流平砂浆。其包括以下质量比的组分：磷酸镁水泥33-38％；陶瓷废渣25-31％；细骨料30-35％；总量0.5-0.8％的缓凝剂，和2-4％的专用缓凝型减水剂。采用本发明的废渣磷酸镁水泥自流平砂浆施工完成无需加水养护，早期强度高，抗裂性能优异，且具有良好的耐磨性和耐酸碱腐蚀性。

Description

一种废渣磷酸镁水泥自流平砂浆
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种废渣磷酸镁水泥自流平砂浆。
背景技术
水泥基自流平地坪材料是以水泥为胶凝材料、掺入细骨料和外加剂组成的可自行流动平整的新型地坪材料，主要用于地面找平或饰面。目前国内水泥基自流平地坪材料的胶凝材料普遍采用的是普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥复配，由于硅酸盐水泥的非匀质性和收缩特性，存在着以下问题：1.早期强度偏低，24小时抗压强度6-10MPa；2.表面易起粉，易开裂，产品性能稳定性不佳；3.外加剂掺量高，高分子材料与基层的热膨胀系数和弹性模量显著不同，在温度变化时收缩膨胀不匹配，导致开裂，甚至力学性能和耐久性衰减，故只能用于室内和昼夜温差小的地方。
磷酸镁水泥是由烧制氧化镁、磷酸盐等组成的具有一定胶凝性的材料，由氧化镁、磷酸盐与水反应，生产水和物产生强度，是近些年受到广泛关注的新型水泥，其具有以下比较突出的性能：1.快凝快硬，早期强度高；2.无需加水养护；3.粘结强度高，是硅酸盐水泥的1.5倍；4.体积稳定性好，水化产物不收缩；5.耐酸碱腐蚀。磷酸镁水泥没有被广泛应用的主要原因，一是水化凝结太快，施工困难，二是价格高，氧化镁和磷酸盐价格高出普通水泥几倍，加入一定量的砂石就失去流动性，导致成本无法降低。
通过大掺量掺加大量堆积的陶瓷工业废渣作为掺和料来降低成本，将磷酸镁水泥的凝结时间控制在合适的范围内，开发出了可推广应用的废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，解决了传统自流平砂浆产品的不足，还可用于受酸碱腐蚀的环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种早期强度高，不收缩不开裂，耐磨性好，耐酸碱腐蚀的废渣磷酸镁水泥自流平砂浆。
为实现上述目的，本发明提供一种废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，包括以下质量比的组分：磷酸镁水泥33-38％；陶瓷废渣25-31％；细骨料30-35％；总量0.5-0.8％的缓凝剂，和2-4％的专用缓凝型减水剂。
进一步，所述磷酸镁水泥为烧制的氧化镁和磷酸二氢钾的混合物；优选的，氧化镁与磷酸二氢钾的质量比为1.28-1.36：1；
进一步，所述磷酸镁水泥的制备方法为，选用晶体颗粒细度20-40目,平均粒径约0.9mm的磷酸二氢钾，使其逐步与氧化镁反应；改变氧化镁烧制温度为1050-1100℃，时间为7-8小时。
进一步，所述陶瓷废渣为瓷砖生产厂家在瓷砖抛光工序产生的废渣。
进一步，所述细骨料为烘干的70-140目细河砂。
进一步，所述缓凝剂为硼酸。
进一步，所述专用缓凝型减水剂为失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基磺酸钾、乙醇和水的混合物；
进一步，所述专用缓凝型减水剂为18重量份失水山梨醇脂肪酸酯，6重量份十二烷基磺酸钾，20重量份乙醇和56重量份水的混合物。
为了降低废渣磷酸镁水泥自流平砂浆成本，本发明采取了以下方法：
1.根据磷酸镁水泥的粘性好，粘结强度高等特性，完全去掉了价格昂贵的普通自流平水泥砂浆所用的外加剂，如纤维素醚、乳胶粉、消泡剂、早强剂等；
2.优选掺和料，大幅提高了掺和料陶瓷废渣的掺量，同时掺入适量细骨料，陶瓷废渣免费使用还包运费。
磷酸镁水泥砂浆强度与陶瓷废渣的掺量并不是线性关系，经过大量试验，在保证28d抗压强度达到40MPa情况下，陶瓷废渣掺量可提高到磷酸镁水泥的80％左右。
细河砂的掺入会使其流动性大幅降低，保证一定流动性时，砂掺量只能在30-35％。
为了解决磷酸镁水泥凝结硬化过快的问题，保证磷酸镁自流平砂浆施工时间，本发明采取了以下方法：
1.将磷酸镁水泥的原材料进行处理，磷酸二氢钾选用晶体颗粒较粗大的，细度20-40目,平均粒径约0.9mm，使其逐步与氧化镁反应，延长硬化时间；改变氧化镁烧制温度和时间，使其反应速度降低，烧制温度提高至1050-1100℃，烧制时间为7-8小时；
2.大掺量掺入掺和料，降低磷酸镁水泥用量；
3.掺加缓凝剂硼酸；
4.加入专用外加剂，一方面可提高流动性，另外一方面，其中的乙醇等组分可延缓其反应速度。以上措施可保证本发明砂浆20℃硬化时间在30分钟以上。
本发明专用缓凝型减水剂为失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基磺酸钾、乙醇、水的混合物，配比为失水山梨醇脂肪酸酯18份，十二烷基磺酸钾6份，乙醇20，水56份。失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基磺酸钾比例为3:1左右时，亲水亲油值MLB为11左右，这时减水效果较好。
本发明生产所需的原材料成本约1200元/吨，比普通自流平砂浆高约400元/吨，但原材料种类数量少，生产加工简单，早强效果至少可使业主提早5天投入使用，综合来看，使用成本提高不多，是可以被人们接受的，而且多项性能更优，还增加了室外和耐酸腐蚀等使用领域。
本发明的优点是：采用本发明的废渣磷酸镁水泥自流平砂浆施工完成无需加水养护，早期强度高，抗裂性能优异，且具有良好的耐磨性和耐酸碱腐蚀性。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
磷酸镁水泥中，氧化镁与磷酸二氢钾的质量比为1.28-1.36:1，氧化镁为菱镁矿烧制而成，烧制温度为1050-1100℃，烧制时间为7-8小时；磷酸二氢钾为市售，某磷肥厂生产，细度约20-40目；陶瓷废渣为瓷砖生产厂家抛光工序产生的废渣，200目筛筛余量30％左右；细骨料为细河砂，细度为70-140目。
实施例1：废渣磷酸镁水泥自流平砂浆的制备
单位：质量份。
(1)磷酸镁水泥33，其中氧化镁18.7，磷酸二氢钾14.3；
(2)陶瓷废渣30；
(3)细骨料34；
(4)硼酸缓凝剂0.7，专用缓凝型减水剂2.3；
制备方法及使用前的准备：
先将上述(1)-(3)与硼酸缓凝剂混合均匀，使用时再加入专用缓凝型减水剂即可。
具体为将水倒入搅拌桶，再将专用缓凝型减水剂(液体)加入到水中，然后将上述(1)-(3)与硼酸缓凝剂的混合物倒入桶内，使用行星式砂浆搅拌机搅拌1.5-2分钟即可，用水量为废渣磷酸镁水泥自流平砂浆重量的0.18-0.20:1。
实施例2：废渣磷酸镁水泥自流平砂浆的制备
单位：质量份。
(1)磷酸镁水泥38，其中氧化镁21.8，磷酸二氢钾16.2
(2)陶瓷废渣27
(3)细骨料31
(4)硼酸缓凝剂0.8，专用缓凝型减水剂3.2
制备方法及使用前的准备同实施例1。
实施例3：废渣磷酸镁水泥自流平砂浆的制备
单位：质量份。
(1)磷酸镁水泥35，其中氧化镁17.6，磷酸二氢钾13.4
(2)陶瓷废渣28
(3)细骨料33.4
(4)硼酸缓凝剂0.5，专用缓凝型减水剂3.1
制备方法及使用前的准备同实施例1。
实施例4：废渣磷酸镁水泥自流平砂浆的制备
单位：质量份。
(1)磷酸镁水泥37.4，其中氧化镁20.85，磷酸二氢钾16.55；
(2)陶瓷废渣25；
(3)细骨料35；
(4)硼酸缓凝剂0.6，专用缓凝型减水剂4。
制备方法及使用前的准备同实施例1。
实施例5：废渣磷酸镁水泥自流平砂浆的制备
单位：质量份。
(1)磷酸镁水泥34.3，其中氧化镁19.77，磷酸二氢钾14.53；
(2)陶瓷废渣31；
(3)细骨料30；
(4)硼酸缓凝剂0.7，专用缓凝型减水剂4。
制备方法及使用前的准备同实施例1。
实施例6：效果验证实验
使用时，先将水倒入搅拌桶，然后分别加入实施例1-5所得或对比例的自流平水泥砂浆，可使用手持式电动搅拌机进行搅拌，搅拌1.5-2分钟即可，用水量为废渣磷酸镁水泥自流平砂浆(对比例则为自流平水泥砂浆)重量的0.18-0.20:1。
按照标准JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》进行各项技术指标检测，对比例为市售某厂生产的硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥复配制成的自流平水泥砂浆，检测数据如表1。
表1实施例1-5与对比例的检测数据结果比较表
从表1可以看出，本发明所制得的废渣磷酸镁水泥自流平砂浆的技术性能指标符合标准要求，而对比例在耐磨性、尺寸变化率等方面不符合规范要求。相比于对比例，本发明的拉伸粘结强度、耐磨性、尺寸变化率、1d、28d抗压强度和1d抗折强度明显较高。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，包括以下质量比的组分：磷酸镁水泥33-38％；陶瓷废渣25-31％；细骨料30-35％；总量0.5-0.8％的缓凝剂，和2-4％的专用缓凝型减水剂。
2.根据权利要求1所述废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，其特征在于：所述磷酸镁水泥为烧制的氧化镁和磷酸二氢钾的混合物；优选的，氧化镁与磷酸二氢钾的质量比为1.28-1.36：1。
3.根据权利要求1所述废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，其特征在于：所述磷酸镁水泥的制备方法为，选用晶体颗粒细度20-40目,平均粒径约0.9mm的磷酸二氢钾，使其逐步与氧化镁反应；改变氧化镁烧制温度为1050-1100℃，时间为7-8小时。
4.根据权利要求1所述废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，其特征在于：所述陶瓷废渣为瓷砖生产厂家在瓷砖抛光工序产生的废渣。
5.根据权利要求1所述废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，其特征在于：所述细骨料为烘干的70-140目细河砂。
6.根据权利要求1所述废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，其特征在于：所述缓凝剂为硼酸。
7.根据权利要求1所述废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，其特征在于：所述专用缓凝型减水剂为失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基磺酸钾、乙醇和水的混合物。
8.根据权利要求7所述废渣磷酸镁水泥自流平砂浆，其特征在于：所述专用缓凝型减水剂为18重量份失水山梨醇脂肪酸酯，6重量份十二烷基磺酸钾，20重量份乙醇和56重量份水的混合物。
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