CN105777025B - 一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料及其制备方法，其组分以及组分含量为：普通硅酸盐水泥40～50份，快硬早强水泥5‑10份，矿物掺合料5～15份，轻质骨料30～40份，增韧剂1～5份，可再分散乳胶粉0.4～1份，减水剂0.1～0.3份，激发剂0.1～0.2份，消泡剂0.1～0.3份，保水剂0～0.2份，按重量份计。本发明的有益效果是：本发明施工工艺简单，流动性好，早期强度高，后期无收缩，不开裂。因此，本发明具有较好的社会效益与经济效益，可广泛适用于新建房屋地面找平及破损地面改造工程。

Description

一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料及其制备方法。
背景技术
自流平材料，是一种以无机或有机胶凝材料为基料，加入适宜的外加剂改性，用于地面找平的新型地面材料。地面自流平材料拌匀成浆体后浇注在楼地面上，在自重作用下自动流平，能克服普通水泥砂浆楼地面的平整度难以控制的质量通病。水泥基地面自流平砂浆由于具有良好的流动性及稳定性，且早期强度高，施工速度快，劳动强度低，成为现代建筑地面施工一种理想的建筑材料。
相对于发达国家，我国水泥自流平地面材料的发展速度较慢，施工中普及推广率较低。原因在于水泥自流平地面材料用作地面终饰层，要求既平整光洁，又具有足够的强度、防水防裂等性能。现在市面上销售的水泥自流平砂浆主要有以下几个方面的问题：
(1)早期强度低。为了保证其流动度，水泥基自流平砂浆一般具有较高的水灰比，同时采用细砂作为骨料，造成砂浆早期强度不足，直接影响施工进程和工程投入使用的时间。
(2)保温性能不足。自流平砂浆适用于大型超市、商场、仓库、分层楼板等地面，对其保温隔热性能有一定要求。自流平砂浆普遍只有3～10mm，保温隔热性能普遍较差。
(3)砂浆表面平整度不够，抗渗水性能较差。由于砂浆配方和施工不稳定等因素、加之地面水分的渗入，容易产生表面起砂、起皮、空鼓等现象，不仅影响美观，更直接危害到自流平砂浆的质量。
(4)砂浆硬化后易产生收缩，造成表面开裂。由于自流平砂浆均以薄层形式施工，水泥在水化反应中产生的体积收缩在薄层表面尤其明显。从而导致了砂浆硬化后开裂。
在满足基本的居住需求后，人们越来越注重住宅的环保性和舒适性。绿色建筑在国家的大力下提倡下逐渐被大众所接受，绿色建筑最大特点就是其应具有优异的节能隔热性能。地面材料的保温性能显得尤为重要。目前，现行的中华人民共和国建材行业标准《地面用水泥基自流平砂浆》(JC/T 985-2005)对地面用水泥基自流平材料的基本性能指标进行了规范，但未体现材料的轻质、保温隔热性能。有关水泥基自流平的专利也较多，中国发明专利ZL 200810111518.7公开了《一种低成本水泥自流平砂浆》，中国发明专利ZL201010249957.1公开了《一种复合水泥自流平砂浆》，中国发明专利ZL 201110297374.0公开了《一种水泥基自流平材料》，中国发明专利ZL 201210360204.7公开了《水泥基自流平材料》，现有的专利仅注重水泥基材料自身收缩开裂性能的改善，并未对水泥基自流平材料的功能性进行研究。中国发明专利ZL20121017929.3公开了《一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆》，该专利采用低温制备的稻壳灰与矿粉及粉煤灰同作为矿物掺和料，提高自流平砂浆的早期强度，但未实现自流平砂浆的轻质、保温性能。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料及其制备方法，其具有制备工艺简单，材料施工性好、自身密度较小、保温隔热性能优异、耐水性能好、早期强度高，后期不收缩等特点。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其组分以及组分含量为：普通硅酸盐水泥40～50份，快硬早强水泥5-10份，矿物掺合料5～15份，轻质骨料30～40份，增韧剂1～5份，可再分散乳胶粉0.4～1份，减水剂0.1～0.3份，激发剂0.1～0.2份，消泡剂0.1～0.3份，保水剂0～0.2份，按重量份计。
按上述方案，所述的普通硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥，比表面积大于300m2/Kg，80um方孔筛余小于10％。
按上述方案，所述的快硬早强水泥为铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种，其比表面积大于350m2/Kg，80um方孔筛余小于10％，初凝时间小于25min，1d抗压强度大于30MPa。
按上述方案，所述的矿物掺合料为S95或S105矿渣粉与Ⅰ级粉煤灰按质量比为100∶50～80的混合物。
按上述方案，所述的轻质骨料为页岩烧结陶砂，其细度模数为2.5～3，容重600-700Kg/m3。
按上述方案，所述的增韧剂为硫酸钙晶须，其长度为200～500μm，长径比为3～10。
按上述方案，所述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯的共聚物。
按上述方案，所述的减水剂为聚羧酸醚粉末。
按上述方案，所述的激发剂为碳酸锂或氢氧化锂中的一种或两种按任意比例的复合。
按上述方案，所述的消泡剂为改性聚硅氧烷粉体消泡剂。
按上述方案，所述的保水剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素中的一种或几种按任意比例复合。
所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料的制备方法，其包括有以下步骤：将轻质骨料进行预湿，控制含水率在15％-20％，处理后，将剩余组分粉料按一定配合比混合均匀后加入其中，各组分以及组分含量为：普通硅酸盐水泥40～50份，快硬早强水泥5-10份，矿物掺合料5～15份，轻质骨料30～40份，增韧剂1～5份，可再分散乳胶粉0.4～1份，减水剂0.1～0.3份，激发剂0.1～0.2份，消泡剂0.1～0.3份，保水剂0～0.2份，按重量份计，按水料比0.4～0.45加水并在在搅拌机作用下进行充分搅拌后制得。
本发明采用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合作为胶凝材料，硫铝酸盐水泥具有的早强、抗冻、抗渗性能好、耐磨、收缩小等优点，弥补了普通硅酸盐水泥凝结时间长、干燥收缩大的特点。提高材料早期强度的同时防止了后期收缩。同时加入碳酸锂或氢氧化锂作为激发剂，可加速胶凝材料的水化速度，从而缩短材料凝结时间，提高材料早期强度从而提高施工效率。
采用轻质页岩烧结陶砂替代传统的河砂作为骨料，是本发明的一大创新点。陶砂不仅可以降低自流平砂浆的体积密度，减小自重，同时，由于陶砂内部多微孔结构，有效降低体系的导热系数，达到轻质、保温隔热的性能。在材料拌合过程中，陶砂能够吸收部分水分，使浆骨界面区域的局部水灰比降低，从而导致硬化后材料更加密实；在硬化后期，陶砂能够不断释放出其吸收的水分，保证水化的充分进行，为后期强度的提升提供持续的保证。
减水剂的引入改善了自流平材料的流动性与和易性，增加硬化后材料的致密性，提高其强度；保水剂的引入不仅保证了水泥水化过程充分，同时改善材料的施工性能、使得轻集料不易上浮、硬化后不易空鼓；可再分散乳胶粉的掺入，可以增加材料表面的平整度和耐磨、耐水性。在水泥水化的同时，可再分散乳胶粉的聚合物在浆体中成膜，使得砂浆凝结后表面平整光滑，增强了材料的抗渗能力。同时能够增强砂浆弹性模量，使得砂浆表面美观且不会产生裂纹。消泡剂的引入，可有效防止浆体材料产生气泡，增大浆体的致密性，同时还能提高浆体硬化表面的平整度和光泽性；增韧剂硫酸钙晶须的引入，不仅可以抑制水化过程中材料收缩，还可有效防止微裂纹的产生和扩展，防止地面起皮、开裂。
矿渣粉作为矿物掺合料引入，在改善粉料颗粒级配，提高致密性的同时，还可以参与水化反应，提高材料的后期强度。粉煤灰的掺入，能够提高早期浆体的流动性。
本发明的有益效果是：第一,本发明采用页岩烧结陶砂代替河砂，利用页岩烧结陶砂作为轻质骨料，与矿渣粉、粉煤灰工业固体废弃物配合使用，在实现自流平地面材料轻质的同时，可对页岩、矿渣粉，粉煤灰等固体废弃物进行有效资源化利用，减少环境污染。第二，由于采用轻质骨料页岩烧结陶砂、减轻结构自重的同时可有效降低材料的导热系数，提高地面自流平砂浆的保温隔热性能。第三，该发明施工工艺简单，流动性好，早期强度高，后期无收缩，不开裂。因此，本发明具有较好的社会效益与经济效益，可广泛适用于新建房屋地面找平及破损地面改造工程。
具体实施方案
下面结合实施例进一步说明本申请之发明，但实施例不应视作对本发明权利的限定。
本发明实施例提供一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料及其制备方法。
本发明实施例所述的普通硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥，比表面积大于300m2/Kg，80um方孔筛余小于10％；所述的快硬早强水泥为铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种，其比表面积大于350m2/Kg，80um方孔筛余小于10％，初凝时间小于25min，1d抗压强度大于30MPa；所述的矿物掺合料为S95或S105矿渣粉与Ⅰ级粉煤灰按质量比为100∶50～80的混合物；所述的轻质骨料为页岩烧结陶砂，其细度模数为2.5～3，容重600-700Kg/m3；所述的增韧剂为硫酸钙晶须，其长度为200～500μm，长径比为3～10；所述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯的共聚物；所述的减水剂为聚羧酸醚粉末；所述的激发剂为碳酸锂或氢氧化锂中的一种或两种按任意比例的复合；所述的消泡剂为改性聚硅氧烷粉体消泡剂；所述的保水剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素中的一种或几种按任意比例复合。
实施例1：
一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，各组分重量份如下：42.5普通硅酸盐水泥40份，42.5快硬硫铝酸盐水泥8份，页岩烧结陶砂32份，S95矿渣粉8.5份与I级粉煤灰5份的混合物，硫酸钙晶须5份，醋酸乙烯酯与乙烯共聚可再分散乳胶粉1份，聚羧酸醚0.2份，氢氧化锂0.2份，改性聚硅氧烷消泡剂0.1份。
取上述除页岩烧结陶砂外原料，经充分混合后加入预湿过的页岩烧结陶砂，按水料比0.4的比例加入水并进行充分搅拌，即得到轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体。本发明所得的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体的基本性能为：初始流动度145mm，20min流动度140mm，初凝时间≥45min，终凝时间≤1.5h，干表观密度880kg/m3，导热系数≤0.085W/(m·K)，24h抗压强度≥6.0MPa，24h抗折强度≥2.0MPa。
实施例2：
一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，各组分重量份如下：42.5普通硅酸盐水泥40份，42.5快硬硫铝酸盐水泥5份，页岩烧结陶砂35份，S95矿渣粉10份与I级粉煤灰5份的混合物，硫酸钙晶须3.5份，醋酸乙烯酯与乙烯共聚可再分散乳胶粉0.8份，聚羧酸醚0.3份，氢氧化锂0.2份，改性聚硅氧烷消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素醚0.1份。
取上述除页岩烧结陶砂外原料，经充分混合后加入预湿过的页岩烧结陶砂，按水料比0.4的比例加入水并进行充分搅拌，即得到轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体。本发明所得的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体的基本性能为：初始流动度148mm，20min流动度145mm，初凝时间≥45min，终凝时间≤1.5h，干表观密度850kg/m3，导热系数≤0.085W/(m·K)，24h抗压强度≥6.0MPa，24h抗折强度≥2.0MPa。
实施例3：
一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，各组分重量份如下：42.5普通硅酸盐水泥45份，42.5快硬硫铝酸盐水泥5份，页岩烧结陶砂40份，S95矿渣粉3份与I级粉煤灰2份的混合物，硫酸钙晶须3份，醋酸乙烯酯与乙烯共聚可再分散乳胶粉1份，聚羧酸醚0.3份，氢氧化锂0.2份，改性聚硅氧烷消泡剂0.3份，羟丙基甲基纤维素醚0.2份。
取上述除页岩烧结陶砂外原料，经充分混合后加入预湿过的页岩烧结陶砂，按水料比0.42的比例加入水并进行充分搅拌，即得到轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体。本发明所得的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体的基本性能为：初始流动度145mm，20min流动度140mm，初凝时间≥45min，终凝时间≤1.5h，干表观密度860kg/m3，导热系数≤0.085W/(m·K)，24h抗压强度≥6.0MPa，24h抗折强度≥2.0MPa。
实施例4：
一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，各组分重量份如下：42.5普通硅酸盐水泥48份，42.5快硬硫铝酸盐水泥5份，页岩烧结陶砂35份，S95矿渣粉7份与I级粉煤灰3份的混合物，硫酸钙晶须1份，醋酸乙烯酯与乙烯共聚可再分散乳胶粉0.4份，聚羧酸醚0.3份，氢氧化锂0.1份，改性聚硅氧烷消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素醚0.1份。
取上述除页岩烧结陶砂外原料，经充分混合后加入预湿过的页岩烧结陶砂，按水料比0.45的比例加入水并进行充分搅拌，即得到轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体。本发明所得的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体的基本性能为：初始流动度150mm，20min流动度145mm，初凝时间≥45min，终凝时间≤1.5h，干表观密度920kg/m3，导热系数≤0.085W/(m·K)，24h抗压强度≥6.0MPa，24h抗折强度≥2.0MPa。
实施例5：
一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，各组分重量份如下：42.5普通硅酸盐水泥50份，42.5快硬硫铝酸盐水泥10份，页岩烧结陶砂30份，S95矿渣粉3份与I级粉煤灰2份的混合物，硫酸钙晶须3.5份，醋酸乙烯酯与乙烯共聚可再分散乳胶粉0.9份，聚羧酸醚0.3份，氢氧化锂0.1份，改性聚硅氧烷消泡剂0.2份。
取上述除页岩烧结陶砂外原料，经充分混合后加入预湿过的页岩烧结陶砂，按水料比0.45的比例加入水并进行充分搅拌，即得到轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体。本发明所得的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料浆体的基本性能为：初始流动度145mm，20min流动度140mm，初凝时间≥45min，终凝时间≤1.5h，干表观密度900kg/m3，导热系数≤0.085W/(m·K)，24h抗压强度≥6.0MPa，24h抗折强度≥2.0MPa。

Claims (9)

1.一种轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其组分以及组分含量为：普通硅酸盐水泥40~50份，快硬早强水泥5-10份，矿物掺合料5~15份，轻质骨料30~40份，增韧剂1～5份，可再分散乳胶粉 0.4～1份，减水剂0.1～0.3份，激发剂0.1～0.2份，消泡剂 0.1～0.3份，保水剂0 ~0.2份，按重量份计，所述的轻质骨料为页岩烧结陶砂，其细度模数为2.5～3，容重600-700kg/m3。
2.根据权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其特征在于，所述的普通硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥，比表面积大于300m2/kg，80μm方孔筛余小于10%。
3.根据权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其特征在于，所述的快硬早强水泥为铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种，其比表面积大于350m2/kg，80μm方孔筛余小于10%，初凝时间小于25min，1d抗压强度大于30MPa。
4.根据权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其特征在于，所述的矿物掺合料为S95或S105矿渣粉与Ⅰ级粉煤灰按质量比为100∶50～80的混合物。
5.根据权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其特征在于，所述的增韧剂为硫酸钙晶须，其长度为200～500μm，长径比为3～10。
6.根据权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其特征在于，所述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯的共聚物。
7.根据权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸醚粉末；所述的保水剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素中的一种或几种按任意比例复合；所述的消泡剂为改性聚硅氧烷粉体消泡剂。
8.根据权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料，其特征在于，所述的激发剂为碳酸锂或氢氧化锂中的一种或两种按任意比例的复合。
9.权利要求1所述的轻质保温早强型水泥基地面自流平材料的制备方法，其包括有以下步骤：将轻质骨料进行预湿，控制含水率在15%-20%，处理后，将剩余组分粉料按一定配合比混合均匀后加入其中，各组分以及组分含量为：普通硅酸盐水泥40~50份，快硬早强水泥5-10份，矿物掺合料5~15份，轻质骨料30~40份，增韧剂1～5份，可再分散乳胶粉 0.4～1份，减水剂0.1～0.3份，激发剂0.1～0.2份，消泡剂 0.1～0.3份，保水剂0 ~0.2份，按重量份计，按水料比0.4～0.45加水并在在搅拌机作用下进行充分搅拌后制得。
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