CN106396598A - 地聚合基自流平地面材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建材技术领域，旨在提供一种地聚合基自流平地面材料。包括下述按重量比计算的各组分：地聚合物100份，膨胀剂5～10份，可再分散乳胶粉1～3份，增强纤维0.1～0.2份，消泡剂0.4～0.8份，减水剂0.5～1份，水20～40份，集料100～200份；其中，地聚合物由铝硅质原料和碱激发剂组成，重量比为100∶10～20。本发明以地聚合物为胶凝材料，能耗少、环境污染小；配方设计合理，膨胀剂、增强纤维能降低地地面材料收缩开裂，可再分散乳胶粉可提高地面材料韧性和表面平整度，消泡剂能避免地面材料出现孔状结构，开拓了地聚合物材料在工程建筑领域的应用。

Description

地聚合基自流平地面材料
技术领域
本发明涉及一种地聚合物基自流平地面材料的配方，属于建筑材料领域。
背景技术
自流平地面材料是20世纪70年代发展起来的一种以无机或者有机胶凝材料为基材，与细砂、各种外加剂混合而成的建筑地面找平材料，使用时只需按规定的水灰比范围加水拌和均匀，机械泵送或人工施工后，无需人工抹平,靠浆体在自身重力作用下流动形成表面平整、经济耐用的地坪面层。它是大型超市、商场、停车场、工厂车间和仓库等地面铺筑的理想材料，也是现在建筑地面施工的一个发展方向，市场潜力很大。自流平地面材料根据胶凝材料不同，可以分为石膏系、水泥系、聚合物水泥系。当前，水泥系自流平地面材料占主导地位，但水泥是高能耗、高污染产业。据测算，每生产一吨水泥需耗费煤115kg和电108kW·h，并且水泥工业颗粒物排放占全国颗粒物排放总量的15％～20％，氮氧化物排放量约占全国总量的10％～12％，CO2排放量位居各工业之首，是全国平均水平的7.5倍，重金属汞排放占了全国汞排放的14％。
地聚合物是以硅铝质材料为原料，在碱激发剂作用下，常温或低于150℃下合成的一种新型胶凝材料，具有原料来源广、工艺简单、能耗少、环境污染小等优点。但目前，地聚合物也存在韧性差，易收缩开裂等缺点，影响了其在工程建筑等领域的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中地聚合韧性差、易收缩开裂等缺点，通过配方优化设计，提供一种地聚合基自流平地面材料，以取代传统水泥基自流平地面材料。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种地聚合物基自流平地面材料，包括下述按重量比计算的各组分：地聚合物100份，膨胀剂5～10份，可再分散乳胶粉1～3份，增强纤维0.1～0.2份，消泡剂0.4～0.8份，减水剂0.5～1份，水20～40份，集料100～200份；其中，地聚合物由铝硅质原料和碱激发剂组成，重量比为100∶10～20。
本发明中，所述膨胀剂为硫铝酸钙类、氧化钙类或硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂中一种，在水中7天的限制膨胀率≥0.025％；所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸类聚合物中一种；所述增强纤维为PP纤维或PVA纤维，直径2～20μm，长度1～5cm；所述消泡剂为有机硅类或聚丙烯酸类消泡剂；所述减水剂为聚羧酸类减水剂；所述集料为石英质河沙，细度模数为0.8～1.2，含泥量≤0.5％。
本发明中，所述铝硅质原料为偏高岭土、粉煤灰、矿渣、钢渣、尾矿、玻璃粉或硅粉中一种或多种，粒径≤200目；所述碱激发剂为NaOH或Na2O·nSiO2，n＝1.0～2.5。
发明原理描述：
本发明利用铝硅质原料在碱激发剂作用下发生溶解、聚合形成硬质地聚合物胶凝材料特征，开发自流平地坪材料；并辅以膨胀剂、增强纤维、乳胶粉作为重要掺合料，解决地聚合物胶凝材料脆性大、易收缩开裂固有缺陷。同时，辅以消泡剂、减水剂，分别起到消除地坪表面气孔缺陷和增强地坪材料强度作用，而细集料砂子起到增强地坪材料硬度和耐磨作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明以地聚合物为胶凝材料，能耗少、环境污染小，减少传统水泥带来的环境污染、能耗大等弊端，符合国家节能减排政策；
(2)配方设计合理，膨胀剂、增强纤维能降低地地面材料收缩开裂，可再分散乳胶粉可提高地面材料韧性和表面平整度，消泡剂能避免地面材料出现孔状结构，开拓了地聚合物材料在工程建筑领域的应用。
(3)本发明地聚合物基自流平地面材料性能按照JCT985-2005标准测试，符合标准要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
本发明中，所述粉煤灰可选2级粉煤灰；矿渣可选满足“GBT18046-2008”标准中S95级的矿渣；所述尾矿可选金属矿尾矿或非金属矿尾矿。
本发明中所述地聚合物基自流平地面材料的使用方法，包括以下步骤：首先将碱激发剂溶于水中，放置24h；然后按所述重量比例依次加入其余各原料组分，使用砂浆搅拌机搅拌2～10min后，浇筑地面，自流平成型，固化后成地面材料。
实施例1
称取Na2O·SiO2溶于20份水中，放置24h后，依次加入偏高岭土(粒径≤200目，偏高岭土与Na2O·SiO2重量比为100:10，共100份)、石英质河沙(100份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫铝酸钙类混凝土膨胀剂(5份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉(2份)、PVA纤维(0.1份)、有机硅类消泡剂(0.4份)、聚羧酸减水剂(1份)，使用砂浆搅拌机搅拌2min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例2
称取Na2O·1.2SiO2溶于30份水中，放置24h后，依次加入矿渣(粒径≤200目，矿渣与Na2O·SiO2重量比为100:15，共100份)、石英质河沙(150份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫铝酸钙类混凝土膨胀剂(10份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉(1份)、PP纤维(0.2份)、有机硅类消泡剂(0.6份)、聚羧酸减水剂(0.8份)，使用砂浆搅拌机搅拌5min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例3
称取Na2O·1.2SiO2溶于35份水中，放置24h后，依次加入矿渣、粉煤灰(粒径≤200目，矿渣、粉煤灰与Na2O·SiO2重量比为100:16，共100份，其中矿渣、粉煤灰重量比为7：3)、石英质河沙(200份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(8份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(2份)、PVA纤维(0.1份)、聚丙烯酸类消泡剂(0.4份)、聚羧酸减水剂(0.5份)，使用砂浆搅拌机搅拌10min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例4
称取Na2O·1.5SiO2溶于35份水中，放置24h后，依次加入矿渣、粉煤灰、硅粉(粒径≤200目，矿渣、粉煤灰、硅粉与Na2O·SiO2重量比为100:20，共100份，其中矿渣、粉煤灰、硅粉重量比为10:9:1)、石英质河沙(180份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、氧化钙类混凝土膨胀剂(5份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(1份)、PVA纤维(0.2份)、有机硅类消泡剂(0.4份)、聚羧酸减水剂(0.5份)，使用砂浆搅拌机搅拌8min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例5
称取Na2O·1.2SiO2溶于30份水中，放置24h后，依次加入矿渣、铁渣、玻璃粉(粒径≤200目，矿渣、铁渣、玻璃粉与Na2O·SiO2重量比为100:12，共100份，其中矿渣、铁渣、玻璃粉重量比分别为5:4:1)、石英质河沙(180份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(8份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(1份)、PP纤维(0.1份)、有机硅类消泡剂(0.4份)、聚羧酸减水剂(0.6份)，使用砂浆搅拌机搅拌8min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例6
称取Na2O·1.4SiO2溶于30份水中，放置24h后，依次加入矿渣、铁渣(粒径≤200目，矿渣、铁渣与Na2O·SiO2重量比为100:16，共100份，其中矿渣、铁渣重量比为1:1)、石英质河沙(180份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(5份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(1份)、PP纤维(0.1份)、有机硅类消泡剂(0.8份)、聚羧酸减水剂(0.6份)，使用砂浆搅拌机搅拌8min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例7
称取Na2O·1.6SiO2溶于30份水中，放置24h后，依次加入矿渣、金属矿尾矿(粒径≤200目，矿渣、尾矿与Na2O·SiO2重量比为100:14，共100份，其中矿渣、尾矿重量比为1:1)、石英质河沙(180份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(8份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(1份)、PP纤维(0.1份)、聚丙烯酸类消泡剂(0.6份)、聚羧酸减水剂(1份)，使用砂浆搅拌机搅拌8min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例8
称取Na2O·2.5SiO2溶于40份水中，放置24h后，依次加入矿渣、非金属矿尾矿尾矿、粉煤灰、硅粉(粒径≤200目，矿渣、尾矿、粉煤灰、硅粉与Na2O·SiO2重量比为100:15，共100份，其中矿渣、尾矿、粉煤灰、硅粉重量比分别为12:4:3:1)、石英质河沙(200份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫铝酸钙类混凝土膨胀剂(10份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(3份)、PP纤维(0.1份)、有机硅类消泡剂(0.4份)、聚羧酸减水剂(0.7份)，使用砂浆搅拌机搅拌8min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例9
称取Na2O·2.3SiO2溶于35份水中，放置24h后，依次加入偏高岭土、粉煤灰(粒径≤200目，偏高岭土、粉煤灰与Na2O·SiO2重量比为100:18，共100份，其中偏高岭土、粉煤灰重量比为3:2)、石英质河沙(200份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、氧化钙类混凝土膨胀剂(10份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(3份)、PP纤维(0.1份)、有机硅类消泡剂(0.4份)、聚羧酸减水剂(0.7份)，使用砂浆搅拌机搅拌8min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
实施例10
称取NaOH溶于35份水中，放置24h后，依次加入偏高岭土、粉煤灰(粒径≤200目，偏高岭土、粉煤灰与NaOH重量比为100:18，共100份，其中矿渣、尾矿、粉煤灰、硅粉重量比分别为12:4:3:1)、石英质河沙(200份，细度模数0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、氧化钙类混凝土膨胀剂(9.95份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(3份)、PP纤维(0.15份)、有机硅类消泡剂(0.4份)、聚羧酸减水剂(0.7份)，使用砂浆搅拌机搅拌8min后，浇筑地面，自流平成型，固化后形成地面材料。性能见表1。
表1.地聚合物基自流平地面材料性能(参考JCT985-2005)
对比实施方式
以下对比例，均以上述10个案例中的尺寸变化率最低的案例—实施例3作为基础进行设置。
对比例1
将实施例3中“硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(8份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))”更换为“硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(0份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例2
将实施例3中“硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(8份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))”更换为“硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(4份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例3
将实施例3中“硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(8份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))”更换为“硫铝酸钙类-氧化钙类混凝土膨胀剂(11份、限制膨胀率≥0.025％(水中7天))”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例4
将实施例3中“PVA纤维(0.1份)”更换为“PVA纤维(0份)”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例5
将实施例3中“PVA纤维(0.1份)”更换为“PVA纤维(0.3份)”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例6
将实施例3中“醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(2份)”更换为“醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(0份)”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例7
将实施例3中“醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(2份)”更换为“醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉(4份)”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例8
将实施例3中“聚丙烯酸类消泡剂(0.4份)”更换为“聚丙烯酸类消泡剂(0份)”，其余同于实施例3。性能见表2。
对比例9
将实施例3中“聚丙烯酸类消泡剂(0.4份)”更换为“聚丙烯酸类消泡剂(1份)”，其余同于实施例3。性能见表3。
对比例10
将实施例3中“聚羧酸减水剂(0.5份)”更换为“聚羧酸减水剂(0份)”，其余同于实施例3。性能见表3。
对比例11
将实施例3中“聚羧酸减水剂(0.5份)”更换为“聚羧酸减水剂(1.2份)”，其余同于实施例3。性能见表3。
对比例12
将实施例3中“溶于35份水中”更换为“溶于45份水中”，其余同于实施例3。性能见表3。
对比例13
将实施例3中“溶于35份水中”更换为“溶于15份水中”，其余同于实施例3。性能见表3。
对比例14
将实施例3中“与Na2O·1.2SiO2重量比为100:16”更换为“与Na2O·1.2SiO2重量比为100:8”，其余同于实施例3。性能见表3。
对比例15
将实施例3中“与Na2O·1.2SiO2重量比为100:16”更换为“与Na2O·1.2SiO2重量比为100:25”，其余同于实施例3。性能见表3。
表2.地聚合物基自流平地面材料性能(参考JCT985-2005)
表3.地聚合物基自流平地面材料性能(参考JCT985-2005)
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种地聚合物基自流平地面材料，其特征在于，包括下述按重量比计算的各组分：地聚合物100份，膨胀剂5～10份，可再分散乳胶粉1～3份，增强纤维0.1～0.2份，消泡剂0.4～0.8份，减水剂0.5～1份，水20～40份，集料100～200份；其中，地聚合物由铝硅质原料和碱激发剂组成，重量比为100∶10～20。
2.根据权利要求1所述的地聚合物基自流平地面材料，其特征在于，所述膨胀剂为硫铝酸钙类、氧化钙类或硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂中一种，在水中7天的限制膨胀率≥0.025％；所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸类聚合物中一种；所述增强纤维为PP纤维或PVA纤维，直径2～20μm，长度1～5cm；所述消泡剂为有机硅类或聚丙烯酸类消泡剂；所述减水剂为聚羧酸类减水剂；所述集料为石英质河沙，细度模数为0.8～1.2，含泥量≤0.5％。
3.根据权利要求1所述的地聚合物基自流平地面材料，其特征在于，所述铝硅质原料为偏高岭土、粉煤灰、矿渣、钢渣、尾矿、玻璃粉或硅粉中一种或多种，粒径≤200目；所述碱激发剂为NaOH或Na2O·nSiO2，n＝1.0～2.5。
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