CN106082877B - 一种机械压制生土砖砌筑用砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械压制生土砖砌筑用砂浆，包括以下原料成分：水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和水；水泥、粉煤灰、砂和水的质量比为1：(0.15～0.2)：(4～4.43)：(0.9～1.1)；可再分散乳胶粉的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的1.5～1.7％；羟丙基甲基纤维素的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的0.16～0.2％。及其制备方法：先将水泥、粉煤灰和砂混合均匀，再加入可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀，最后加入水搅拌，即得。本发明生土砖砌筑用砂浆对生土砖有良好的粘结性能，有效解决了普通砂浆对生土砖粘结性差的问题，提高了生土砖墙体的承载力和抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，具体涉及一种机械压制生土砖砌筑用砂浆及其制备方法。
背景技术
生土建筑不仅冬暖夏凉、健康舒适，具有就地取材造价低廉的经济效益，减少室内保温、制冷方面的能源消耗与碳排放，更重要的是建造过程节能环保，具有可降解性和可回收性，可循环利用，具有极佳的生态环境效益，是真正的绿色建筑。然而，机械压制生土砖的表面相对平整、光滑、抗压强度平均值可达到10.94MPa，且具有较强的吸水性，传统泥浆与该生土砖力学性能差异大，不能很好的协同工作；普通砂浆中水分被生土砖快速吸收，导致砂浆水化不完全，生土砖与砂浆粘结界面成为薄弱面，砂浆强度和粘结性能受到影响，当受到外力破坏时，砂浆与机制生土砖在接触面彻底脱开，几乎无粘结性能，说明生土砖与普通砂浆的粘结效果较差。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机械压制生土砖砌筑用砂浆及其制备方法，该机械压制生土砖砌筑用砂浆可以显著增强机械压制生土砖之间的粘结性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
(一)一种机械压制生土砖砌筑用砂浆，其特征在于，包括以下原料成分：水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和水；
所述水泥、粉煤灰、砂和水的质量比为1：(0.15～0.2)：(4～4.43)：(0.9～1.1)；
所述可再分散乳胶粉的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的1.5～1.7％；
所述羟丙基甲基纤维素的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的0.16～0.2％。
优选地，所述水泥为硅酸盐水泥。
优选地，所述粉煤灰为I级粉煤灰，其质量指标包括：45μm方孔筛筛余不大于12％，需水量比不大于95％，三氧化硫含量不大于3％。
优选地，所述砂为粒径不大于2.36mm的细砂。
进一步优选地，所述砂是粒径为0.15～1.18mm的细砂和粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的混合砂，其中，粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的质量为粒径为0.15～1.18mm的细砂的2～4％。
优选地，所述可再分散乳胶粉为丙烯酸酯、醋酸乙烯与乙烯酯的共聚物。
(二)上述机械压制生土砖砌筑用砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照水泥：粉煤灰：砂：水为1：(0.15～0.2)：(4～4.43)：(0.9～1.1)的质量比称取水泥、粉煤灰、砂和水，再按照所称取的水泥、粉煤灰和砂的总质量，称取1.5～1.7％的可再分散乳胶粉和0.16～0.2％的羟丙基甲基纤维素，待用；
步骤2，将水泥、粉煤灰和砂混合，干拌均匀，再加入可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀，得干拌混合物；
步骤3，向所述干拌混合物中加入水，搅拌至少3分钟，即得。
进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥。
进一步地，所述粉煤灰为I级粉煤灰，其质量指标包括：45μm方孔筛筛余不大于12％，需水量比不大于95％，三氧化硫含量不大于3％。
进一步地，所述砂为粒径不大于2.36mm的细砂。
进一步优选地，所述砂是粒径为0.15～1.18mm的细砂和粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的混合砂，其中，粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的质量为粒径为0.15～1.18mm的细砂的2～4％。
进一步地，所述可再分散乳胶粉为丙烯酸酯、醋酸乙烯与乙烯酯的共聚物。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的机械压制生土砖砌筑用砂浆的抗压强度可达20MPa以上，其力学性能与传统的砂浆相比有显著的提高，且其制备方法简单、易行。
本发明的机械压制生土砖砌筑用砂浆与机械压制生土砖之间具有良好的粘结性能，是一种具有较高强度和较高粘结性能的生态建筑材料，有效解决了泥浆及普通砂浆对机械压制生土砖粘结性差的问题，提高了生土砖墙体的承载力和抗震性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为机械压制生土砖砌体沿通缝抗剪试验图；
图2为实施例2中普通砂浆对机械压制生土砖砌体沿通缝抗剪试验后砌体的断裂图；
图3为实施例2中采用实施例1制备的机械压制生土砖砌筑用砂浆对机械压制生土砖砌体沿通缝抗剪试验后砌体的断裂图；
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进一步进行描述。
本发明提供了一种机械压制生土砖砌筑用砂浆，包括以下原料成分：水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和水；水泥、粉煤灰、砂和水的质量比为1：(0.15～0.2)：(4～4.43)：(0.9～1.1)，可再分散乳胶粉的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的1.5～1.7％，羟丙基甲基纤维素的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的0.16～0.2％。
其中，
水泥为P.0.42.5R硅酸盐水泥；
粉煤灰为I级粉煤灰，参考标准GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》评级，其质量指标包括：45μm方孔筛筛余不大于12％，需水量比不大于95％，三氧化硫含量不大于3％；
砂为粒径不大于2.36mm的细砂，具体为粒径为0.15～1.18mm的细砂和粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的混合砂，其中，粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的质量为粒径为0.15～1.18mm的细砂的2～4％。
可再分散乳胶粉为丙烯酸酯、醋酸乙烯与乙烯酯的共聚物，是由德国瓦克化学股份有限公司生产的5044胶粉。
本发明还提供了上述机械压制生土砖砌筑用砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照上述各原料组分的质量关系称取水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和水，待用；
步骤2，将水泥、粉煤灰和砂混合，干拌均匀，再加入可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀，得干拌混合物；
步骤3，向所述干拌混合物中加入水，搅拌至少3分钟，即得。
实施例1
一种机械压制生土砖砌筑用砂浆，包括以下原料组分：P.0.42.5R硅酸盐水泥、I级粉煤灰、粒径为0.15～1.18mm的细砂和粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的混合砂、成分为丙烯酸酯、醋酸乙烯与乙烯酯共聚物的可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和水，其中，水泥、粉煤灰、砂和水的质量比为1：0.2：4：1，粒径为1.18mm～2.36mm的细砂的质量为粒径为0.15～1.18mm的细砂的2～4％。
其制备方法包括以下步骤：
步骤1，称取上述机械压制生土砖砌筑用砂浆的各原料组分，待用；
步骤2，将水泥、粉煤灰和砂倒入强制式搅拌机中，干拌2～3分钟，混合均匀，再加入可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维素，搅拌1～2分钟，搅拌均匀，得干拌混合物；
步骤3，向所述干拌混合物中加入水，搅拌3～5分钟，即得。
对本实施例的机械压制生土砖砌筑用砂浆进行力学性能试验，如下：
(1)采用70.7mm×70.7mm×70.7mm的标准试模制作机械压制生土砖砌筑用砂浆立方体试块，自然状态(室温)下养护30天(前7天淋水养护)，进行立方体抗压强度试验，试验结果见表1，生土砖砌筑砂浆立方体试件抗压强度平均值为试件算数平均值的1.3倍，约为21.7MPa。
表1机械压制生土砖砌筑砂浆的抗压强度
(2)采用40mm×40mm×4mm的模具制作生土砖砌筑砂浆拉伸试块，按标准养护方法(养护室温度是20+3度，湿度90％以上)养护30天，进行拉伸粘结试验，试验结果见表2。
表2生土砖与生土砖砌筑砂浆的拉伸粘结强度
▲表示破坏面发生在生土砖内部。
结果表明：生土砖砌筑用砂浆与生土砖的拉伸粘结强度平均值约0.77MPa；因普通砂浆与生土砖之间几乎无粘结，拉力施加瞬间即破坏，无法测得拉伸粘结强度值，拉伸粘结强度平均值约为0MPa，因此生土砖砌筑用砂浆与生土砖之间具有较好的粘结性。本实施例的机械压制生土砖砌筑用砂浆的上述力学特性表明，其与生土砖之间的拉伸粘结强度高，可用做砌筑生土砖墙体。
实施例2
结合图1，本实施例分别采用实施例1制备的机械压制生土砖砌筑用砂浆和普通砂浆对生土砖砌体进行双剪试验，参照《砌体基本力学性能试验方法标准》(GB/T50129-2011)相关规定制作实施例1制备的生土砖砌筑用砂浆沿通缝截面抗剪试件和普通砂浆沿通缝截面抗剪对比试件，试件为6砖抗剪试件，所述生土砖是采用申请号为201410571593.7的专利申请文件中的方法制得，其尺寸为：240mm×115mm×90mm，砌筑砂浆的厚度为8～10mm。
普通砂浆对机械压制生土砖砌体沿通缝抗剪试验后砌体的断裂图如图2所示，从图中可以看到，生土砖砌体的破坏面在砂浆与生土砖的接触面，破坏面平整；采用实施例1制备的机械压制生土砖砌筑用砂浆对机械压制生土砖砌体沿通缝抗剪试验后砌体的断裂图如图3所示，从图中可以看到，生土砖砌体的破坏面在生土砖上，且破坏面不平整；由此可见，采用实施例1中的机械压制生土砖砌筑用砂浆砌筑的抗剪试件破坏截面大部分在生土砖截面，而采用普通砂浆砌筑的抗剪试件断裂面在砂浆与生土砖块材粘结面，且破坏面平整，说明本发明的机械压制生土砖砌筑用砂浆与土坯砖的粘结性较好。
表3生土砖砌体抗剪强度
上述采用实施例1中的机械压制生土砖砌筑用砂浆砌筑的生土砖砌体抗剪强度的试验结果见表3，可知生土砖砌体沿通缝平均抗剪强度约为0.42MPa，而采用普通砂浆砌筑的生土砖砌体沿通缝抗剪强度只有0.07MPa左右，表明本发明的机械压制生土砖砌筑用砂浆可以很好的与生土砖粘结，且粘结抗剪强度较高。
实施例3
本实施例采用实施例1的机械压制生土砖砌筑用砂浆砌筑墙体，砌筑的原型墙体高3.0m、长4.5、厚0.24m，1:2缩尺后高1.5m、长2.25m、厚0.12m的生土砖墙，对1:2缩尺后的墙体进行低周反复荷载下的拟静力试验，结果见表4。
本实施例中的机械压制生土砖与灰缝厚度同实施例2，即生土砖是采用申请号为201410571593.7的专利申请文件中的方法制得的生土砖，其尺寸为：240mm×115mm×90mm，灰缝厚度为8～10mm。
实施例4
本实施例采用实施例1的机械压制生土砖砌筑用砂浆砌筑墙体，墙体的长宽高分别与实施例3砌筑的墙体相同，与实施例3的不同之处在于，还采用实施例1的机械压制生土砖砌筑用砂浆对本实施例砌筑的墙体进行了单面抹灰，抹面厚度为10mm；并对该墙体进行低周反复荷载下的拟静力试验，结果见表4。
表4生土砖墙体的拟静力试验结果
注：#延性系数是指破坏荷载下位移与开裂荷载下位移之比；
*位移角为破坏荷载下位移与墙高之比。
未抹面的墙体在试验过程中发生严重的剪切型破坏，墙体中间出现较大的裂缝，而采用实施例1的机械压制生土砖砌筑用砂浆对墙体进行单面抹灰后的抹面墙体因抹面整体性好，试验中墙体与混凝土底梁的交界面处破坏，墙体被整体抬起，上部墙体由于未产生严重裂缝而使试验被迫停止。墙体的破坏荷载反映了墙体抵抗水平地震力的能力，荷载值越大，表明墙体的承载能力越大；延性系数和位移角反映了墙体的变形能力，值越大表明变形能力越大；虽然抹面墙体的破坏荷载、延性系数和位移角较未抹面墙体的小，但抹面的墙体的上部几乎没有发生破坏，只是墙底被抬起，而未抹面墙体发生典型的剪切型破坏，从墙体破坏程度来看，若抹面墙体底部未抬起，其破坏荷载和延性系数等一定会超过未抹面墙体。因此，抹面墙体较未抹面墙体有较好的承载能力和变形性能。
上述实施例进一步证明了本发明的机械压制生土砖砌筑用砂浆用于生土砖的可行性及可靠性，实施例的生土砖砌筑墙体破坏时荷载和延性系数均较高，比传统土坯和传统泥浆组成的墙体破坏荷载提高很多，因此采用本发明的械压制生土砖砌筑用砂浆砌筑的生土砖墙体可以大大改善生土结构抗震性能差的缺陷，同时，可对房屋内部进行装饰，使得生土结构房屋居住环境美观、舒适。本发明的机械压制生土砖砌筑砂浆可用于新农村绿色生态建筑—生土结构房屋生土砖墙的建造。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种机械压制生土砖砌筑用砂浆，其特征在于，由以下原料成分组成：水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和水；所述水泥、粉煤灰、砂和水的质量比为1：(0.15～0.2)：(4～4.43)：(0.9～1.1)；
所述可再分散乳胶粉的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的1.5～1.7％；
所述羟丙基甲基纤维素的质量为水泥、粉煤灰和砂的总质量的0.16～0.2％；所述可再分散乳胶粉为丙烯酸酯、醋酸乙烯与乙烯酯的共聚物；
所述机械压制生土砖砌筑用砂浆的抗压强度可达20MPa以上。
2.根据权利要求1所述的机械压制生土砖砌筑用砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的机械压制生土砖砌筑用砂浆，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰，其质量指标包括：45μm方孔筛筛余不大于12％，需水量比不大于95％，三氧化硫含量不大于3％。
4.根据权利要求1所述的机械压制生土砖砌筑用砂浆，其特征在于，所述砂为粒径不大于2.36mm的细砂。
5.权利要求1所述的机械压制生土砖砌筑用砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照水泥：粉煤灰：砂：水为1：(0.15～0.2)：(4～4.43)：(0.9～1.1)的质量比称取水泥、粉煤灰、砂和水，再按照所称取的水泥、粉煤灰和砂的总质量，称取1.5～1.7％的可再分散乳胶粉和0.16～0.2％的羟丙基甲基纤维素，待用；
步骤2，将水泥、粉煤灰和砂混合，干拌均匀，再加入可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀，得干拌混合物；
步骤3，向所述干拌混合物中加入水，搅拌至少3分钟，即得。
6.根据权利要求5所述的机械压制生土砖砌筑用砂浆的制备方法，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
7.根据权利要求5所述的机械压制生土砖砌筑用砂浆的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰，其质量指标包括：45μm方孔筛筛余不大于12％，需水量比不大于95％，三氧化硫含量不大于3％。
8.根据权利要求5所述的机械压制生土砖砌筑用砂浆的制备方法，其特征在于，所述砂为粒径不大于2.36mm的细砂。
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