CN106673580A - 一种水泥基自流平砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥基自流平砂浆，原料包括以下质量份数的组分：160～180份硅酸盐水泥、40～55份铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥、30～40份无水石膏、15～25份膨润土、60～125份重钙粉、600～650份水洗河砂、5～10份可再分散乳胶粉、0.4～0.6份减水剂、0.5～0.7份缓凝剂、0.5～1.0份纤维素醚、0.8～1.2份消泡剂及0.3～0.5份早强剂。上述的水泥基自流平砂浆具有较好的抗离析性能，同时降低了成本，尤其适用于厚度较大的自流找平层。

Description

一种水泥基自流平砂浆
技术领域
本发明属于自流平砂浆领域，具体地涉及一种水泥基自流平砂浆。
背景技术
自流平砂浆有着优异的工作性，可以节省劳动力，提高施工效率，在建筑装饰装修工程中有着广泛的应用。在地坪材料的构造中，通常先在基层铺设一层找平层，然后在上方铺设地面砖、地板、地毯等面层材料。
当地坪基层较为粗糙或上方铺有管道时，自流平找平层的厚度需足够高，方能将地面铺平，局部施工厚度有时可达5cm。在这种情况下，普通的水泥基自流平砂浆作为找平层时，至少还会存在以下问题：(1)自流平砂浆的施工厚度较高时，离析和沉降程度较会增加，即粗骨料下沉，灰浆上浮，从而导致表层结构疏松，易出现起灰、起砂和开裂现象；(2)厚层自流平砂浆在厚度方向上容易形成水分梯度，即表面水分低于内部，从而形成应力加速表面开裂；(3)普通自流平砂浆的胶凝材料用量高，骨料偏细，铺设厚度较高时，表面更容易出现开裂。
膨润土是一种天然矿物，具有其独特的矿物结构，在水中能吸附8～15倍于本体积的水量，吸水后的体积可膨胀到原体积的10～15倍甚至30倍之多，在水介质中能分散呈胶体悬浮液，这种悬浮液具有一定的粘滞性、触变性和润滑性。膨润土可以应用在多个技术领域，例如在在冶炼工业中用作球团胶粘剂，在铸造业中用作造型胶粘剂，在钻井勘探中用作造浆剂,在土木工程中用作灌浆材料，在国防工业中用作放射性废物吸附剂，在农业上用作制造乳剂喷药和粉剂农药等。
因此，水泥基自流平砂浆在施工厚度较高时，离析程度高，容易开裂，这是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种水泥基自流平砂浆，具有胶凝材料用量少且抗离析性能强的特点。
具体地，提供了一种水泥基自流平砂浆，该砂浆原料包括以下质量份数的组分：160～180份硅酸盐水泥、40～55份铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥、30～40份无水石膏、15～25份膨润土、60～125份重钙粉、600～650份水洗河砂、5～10份可再分散乳胶粉、0.4～0.6份减水剂、0.5～0.7份缓凝剂、0.5～1.0份纤维素醚、0.8～1.2份消泡剂及0.3～0.5份早强剂。
进一步地，上述膨润土为钠基膨润土。
进一步地，上述膨润土的细度为325目或400目。
进一步地，上述水洗河砂包括20～40目、40～70目和70～140目三种砂，三者质量比为3：(3～5)：(3～5)。
进一步地，上述原料还包括质量份数不高于0.4份的聚丙烯纤维。
进一步地，上述减水剂为聚羧酸粉末减水剂；和/或上述缓凝剂为L(+)-酒石酸。
进一步地，上述硅酸盐水泥型号为42.5级或52.5级；和/或上述铝酸盐水泥为CA50级；和/或上述硫铝酸盐水泥为52.5级、62.5级及72.5级中的任一种。
进一步地，上述重钙粉的细度为400目。
进一步地，上述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物；和/或上述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)，粘度为400mPa.s；和/或上述消泡剂为矿物油类粉末消泡剂；和/或上述早强剂为碳酸锂或硫酸锂。
进一步地，水和上述原料的质量比为0.21～0.22。
上述的水泥基自流平砂浆，以硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，以及石膏三者按特定配比的混合物为胶凝材料，以水洗河沙为骨料，凝胶材料约占自流平砂浆原料的25％，骨料约占自流平砂浆原料的60～65％，骨料用量远高于普通的水泥基自流平砂浆，灰砂比较低，主要通过添加少量的膨润土来减少自流平砂浆的沉降，有效提高自流平砂浆的抗离析性能，使得在灰砂比较低且施工厚度较高时，上述水泥基自流平砂浆仍具有良好的稳定性，避免起灰、起砂和开裂的现象，表面平整度高。同时，膨润土还增加了水泥基自流平砂浆的施工润滑性，有利于进一步提高施工效率。
此外，与普通自流平砂浆相比，上述的水泥基自流平砂浆的胶凝材料用量少，骨料用量多，灰砂比有了较大程度的降低，可有效降低产品原料成本，尤其是在施工厚度较高时，成本降低幅度更为显著。水泥基自流平砂浆的28d抗折强度能达到6MPa，抗压强度可达20MPa，完全能够满足用作室内装饰装修用地坪基层的找平层。
具体实施方式
为更清楚的对本发明技术方案予以阐述，下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步阐述：
现有技术中，胶凝材料用量一般为35～40％，砂用量为40～45％，且砂粒度较细，一般为70～140目，由于砂浆中的凝胶材料较多，骨料细而少，细物料在水中更容易悬浮，因此通常情况下其稳定性相对较好，较少出现明显的离析和沉降现象，但是当铺设厚度较高时，表面容易出现开裂。
为此，在本发明的一个具体的实施方案中，提供了一种水泥基自流平砂浆，该砂浆原料包括以下质量份数的组分：160～180份硅酸盐水泥、40～55份铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥、30～40份无水石膏、15～25份膨润土、60～125份重钙粉、600～650份水洗河砂、5～10份可再分散乳胶粉、0.4～0.6份减水剂、0.5～0.7份缓凝剂、0.5～1.0份纤维素醚、0.8～1.2份消泡剂及0.3～0.5份早强剂。
上述的水泥基自流平砂浆，以硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，以及石膏三者按特定配比的混合物为胶凝材料，以水洗河沙为骨料，凝胶材料约占自流平砂浆原料的25％，骨料约占自流平砂浆原料的60～65％，骨料用量远高于普通的水泥基自流平砂浆，灰砂比较低，主要通过添加适量的膨润土来减少自流平砂浆的沉降，有效提高自流平砂浆的抗离析性能，使得在灰砂比较低且施工厚度较高时，上述水泥基自流平砂浆仍具有良好的稳定性，避免起灰、起砂和开裂的现象，表面平整度高。同时，膨润土还增加了水泥基自流平砂浆的施工润滑性，有利于进一步提高施工效率。
此外，与普通自流平砂浆相比，上述的水泥基自流平砂浆的胶凝材料用量少，骨料用量多，灰砂比有了较大程度的降低，可有效降低产品原料成本，尤其是在施工厚度较高时，成本降低幅度更为显著。水泥基自流平砂浆的28d抗折强度能达到6MPa，抗压强度可达20MPa，完全能够满足用作室内装饰装修用地坪基层的找平层。
上述的膨润土较常见的有钠基膨润土和钙基膨润土。优选的，采用钠基膨润土。钠基膨润土在水中的分散性更好，膨胀倍数更大，上述的自流平砂浆在采用钠基膨润土时其抗离析性能更佳，稳定性更好。
上述的膨润土，常见的有325目、400目、200目、600目、1250目。作为优选的，本发明的具体实施方式中采用325目或400目。膨润土粒度太粗，在水中的分散速度会较低，粒度太细，会使砂浆的需水量提高，从而影响最终的强度。
常见的用于自流平砂浆的河砂一般为70～140目，而在本发明的另一个具体的实施方式中，作为优选的，上述的洗河砂包括20～40目、40～70目和70～140目三种砂，三者质量比为3：(3～5)：(3～5)。
通过三种粗度的砂良好的配比关系，保证水泥基自流平砂浆具有更好的和易性和密实度，同时，引入了粗砂有利于减少砂浆干燥收缩率。
进一步地，上述原料还包括质量份数不高于0.4份的聚丙烯纤维。优选的，上述聚丙烯纤维的长度为3mm。
聚丙烯纤维一般用在抹面砂浆、外墙腻子、防水砂浆和修补砂浆中，极少用于自流平砂浆中。而在本发明的一种具体实施方式中，添加适量的聚丙烯纤维可在不影响水泥基自流平砂浆流动性的情况下，进一步提高自流平砂浆的抗折强度，同时还具有抑制自流平砂浆收缩的作用。进一步改善其抗裂性能。更优选的，通过添加长度为3mm的短纤维0～0.4份，使得上述的自流平砂浆的具有较好的流动性。
进一步地，上述减水剂为聚羧酸粉末减水剂；和/或上述缓凝剂为L(+)-酒石酸。聚羧酸粉末减水剂和其他缓凝剂，如硼酸、柠檬酸、葡萄糖酸钠等，兼容性相对较差，L(+)-酒石酸缓凝效果好，与聚羧酸减水剂兼容性好，二者可产生协同效应，可以提高砂浆的流动度，延长凝结时间。
上述的硅酸盐水泥，常见的型号按强度等级分为32.5级、42.5级和52.5级。优选的，本发明的具体实施方式中采用42.5级或52.5级，从而使水泥基自流平砂浆的性能更佳。
上述铝酸盐水泥的等级通常按水泥中的Al2O3含量进行划分，分为CA50、CA60、CA70和CA80。铝酸盐水泥中Al2O3含量越高，铝酸盐水泥的水化活性越低，即强度越低，但耐高温能力越强。作为优选的，本发明的具体实施方式中采用的等级为CA50的铝酸盐水泥。
在建筑砂浆中，常用的硫铝酸盐水泥为快硬型，按照强度分为42.5级、52.5级、62.5级和72.5级。作为优选的，本发明的具体实施方式中采用52.5级、62.5级及72.5级中的任一种，从而使水泥基自流平砂浆的性能更佳。
上述的重钙粉常见的有400目、800目和1250目。作为优选的，本发明的具体实施方式中采用400目，400目重钙粉的粒径小于70～140目砂，而又大于水泥，从而使得在自流平砂浆中，粒径大小的关系为砂＞重钙粉＞水泥，形成连续的级配，进而进一步提高砂浆的强度、和易性等性能。
作为优选的，上述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物；和/或上述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)，粘度为400mPa.s；和/或上述消泡剂为矿物油类粉末消泡剂。
早强剂可以采用碳酸锂、硫酸锂或甲酸钙。作为优选的，本发明的具体实施方式中采用碳酸锂或硫酸锂。碳酸锂和硫酸锂可以有效地提高水泥基材料的早期强度，且效果高于甲酸钙。
进一步地，上述水泥基自流平砂浆中水和原料的质量比，为0.21～0.22。上述水和原料的质量比，在本领域也被称为水料比，即水与干混砂浆的质量比，一般的自流平砂浆的水料比为0.24～0.26。而在本发明的具体实施方式中，优选的水料比为0.21～0.22，保证了强度和干缩率，平衡了自流平砂浆的成本与性能。
下面通过实施例进一步说明上述具体实施方式，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。未做特别说明的试剂、原料和仪器设备均可通过商业途径直接购得。
实施例1
按质量分数计，组分比如下：PⅡ52.5硅酸盐水泥160份、CA50铝酸盐水泥55份、无水石膏35份、膨润土15份、重钙粉125份、20～40目水洗河砂200份、40～70目水洗河砂200份、70～140目水洗河砂200份、可再分散乳胶粉5份、减水剂0.5份、缓凝剂0.6份、纤维素醚0.8份、消泡剂0.8份、碳酸锂0.3份、聚丙烯纤维0.3份，水料质量比为0.22，制得水泥基自流平砂浆。
实施例2
按质量分数计，原料组分比如下：PO42.5硅酸盐水泥170份、CA50铝酸盐水泥45份、无水石膏35份、膨润土20份、重钙粉70份、20～40目水洗河砂150份、40～70目水洗河砂250份、70～140目水洗河砂250份、可再分散乳胶粉5份、减水剂0.6份、缓凝剂0.5份、纤维素醚1份、消泡剂1.2份、碳酸锂0.5份、聚丙烯纤维0.4份，水料质量比为0.21，制得水泥基自流平砂浆。
实施例3
按质量分数计，原料组分比如下：PO42.5硅酸盐水泥165份、52.5硫铝酸盐水泥45份、无水石膏40份、膨润土15份、重钙粉120份、20～40目水洗河砂150份、40～70目水洗河砂250份、70～140目水洗河砂200份、可再分散乳胶粉10份、减水剂0.4份、缓凝剂0.5份、纤维素醚0.7份、消泡剂1份、碳酸锂0.5份、聚丙烯纤维0.3份，水料质量比为0.21，制得水泥基自流平砂浆。
实施例4
按质量分数计，原料组分比如下：PO42.5硅酸盐水泥180份、62.5硫铝酸盐水泥40份、无水石膏30份、膨润土25份、重钙粉60份、20～40目水洗河砂200份、40～70目水洗河砂250份、70～140目水洗河砂200份、可再分散乳胶粉10份、减水剂0.5份、缓凝剂0.6份、纤维素醚0.5份、消泡剂1份、碳酸锂0.3份，水料质量比为0.22。
实施例5
按质量分数计，原料组分比如下：PO42.5硅酸盐水泥180份、72.5硫铝酸盐水泥40份、无水石膏30份、膨润土25份、重钙粉60份、20～40目水洗河砂200份、40～70目水洗河砂250份、70～140目水洗河砂200份、可再分散乳胶粉10份、减水剂0.5份、缓凝剂0.7份、纤维素醚0.8份、消泡剂1份、碳酸锂0.3份，水料质量比为0.22。
实施例6
按质量分数计，原料组分比如下：硅酸盐水泥180份、52.5硫铝酸盐水泥40份、无水石膏30份、325目钠基膨润土25份、400目重钙粉60份、20～40目水洗河砂200份、40～70目水洗河砂250份、70～140目水洗河砂200份、可再分散乳胶粉10份、减水剂0.5份、缓凝剂0.6份、纤维素醚0.5份、矿物油类粉末消泡剂1份、硫酸锂0.3份，聚丙烯纤维0.3份，水料质量比为0.22，制得水泥基自流平砂浆。
实施例7
按质量分数计，原料组分比如下：硅酸盐水泥180份、硫铝酸盐水泥40份、无水石膏30份、400目钙基膨润土25份、400目重钙粉60份、40～70目水洗河砂350份、70～140目水洗河砂300份、可再分散乳胶粉10份、减水剂0.5份、缓凝剂0.6份、羟丙基甲基纤维素醚0.5份、消泡剂1份、甲酸钙0.3份，聚丙烯纤维0.1份，水料质量比为0.22，制得水泥基自流平砂浆。
实施例8
按质量分数计，原料组分比如下：硅酸盐水泥180份、硫铝酸盐水泥40份、无水石膏30份、膨润土25份、重钙粉60份、70～140份水洗河砂650份、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物10份、减水剂0.5份、缓凝剂0.6份、纤维素醚0.5份、消泡剂1份、硫酸锂0.3份，水料质量比为0.24，制得水泥基自流平砂浆。
比较例1
按质量分数计，原料组分比如下：PO42.5硅酸盐水泥220份、铝酸盐水泥90份、无水石膏50份、重钙粉175份、70～140目水洗河砂450份、可再分散乳胶粉10份、减水剂0.5份、缓凝剂0.8份、纤维素醚1份、消泡剂1份、碳酸锂0.3份，水料质量比为0.24。
对比实施例1-6以及比较例1所制得的水泥基自流平砂浆的性能，具体如表1所示：
表1
从性能数据可见，本发明实施例中的水泥基自流平砂浆的28d和56d干燥收缩率远远小于比较例1，在强度、流动度方面略差于比较例1。一般的自流平砂浆，凝胶用量高，砂用量低，且骨料偏细，容易干缩开裂，耐久性差。而本发明实施例中的水泥基自流平砂浆，凝胶用量低而砂用量高，增加骨料的粗度和用量，这导致强度和流动度有所下降，但是仍然可以很好地施工，足以达到常规情况下的施工要求，例如室内装修等。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以帮助理解本发明的技术方案及核心思想，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水泥基自流平砂浆，其特征在于，该砂浆原料包括以下质量份数的组分：160～180份硅酸盐水泥、40～55份铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥、30～40份无水石膏、15～25份膨润土、60～125份重钙粉、600～650份水洗河砂、5～10份可再分散乳胶粉、0.4～0.6份减水剂、0.5～0.7份缓凝剂、0.5～1.0份纤维素醚、0.8～1.2份消泡剂及0.3～0.5份早强剂。
2.根据权利要求1所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土。
3.根据权利要求2所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述膨润土的细度为325目或400目。
4.根据权利要求1所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述水洗河砂包括细度20～40目、40～70目和70～140目三种砂，三者质量比为3：(3～5)：(3～5)。
5.根据权利要求1所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述原料还包括质量份数不高于0.4份的聚丙烯纤维。
6.据权利要求1～5任一项所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸粉末减水剂；和/或所述缓凝剂为L(+)-酒石酸。
7.根据权利要求6所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥型号为42.5级或52.5级；和/或所述铝酸盐水泥为CA50级；和/或所述硫铝酸盐水泥为52.5级、62.5级及72.5级中的任一种。
8.根据权利要求6所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述重钙粉的目数为400目。
9.根据权利要求6所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物；和/或所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚；和/或所述消泡剂为矿物油类粉末消泡剂；和/或所述早强剂为碳酸锂或硫酸锂。
10.根据权利要求1所述的水泥基自流平砂浆，其特征在于，水和所述原料的质量比为0.21～0.22。
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