CN107555918B

CN107555918B - 一种聚合物水泥砂浆及其制备方法和施工方法

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Publication number: CN107555918B
Application number: CN201710719282.4A
Authority: CN
Inventors: 胡培; 林志翔; 王昊雄; 周明吉; 贾海鹏; 王喜常; 王丹; 王坡坡; 刘文清; 孙宝刚; 郑东阁
Original assignee: Beijing Dajin Diatoms New Materials Co ltd
Current assignee: Beijing Dajin Diatoms New Materials Co ltd
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2037-08-21
Also published as: CN107555918A

Abstract

本公开涉及一种聚合物水泥砂浆及其制备方法和施工方法，所述砂浆包括粉料和液料，以重量计，所述粉料与液料的比例为(1～3)：1；以所述粉料的重量为基准，所述粉料包括：硅酸盐水泥20％～50％，高铝水泥5％～10％，膨胀剂5％～10％，重钙粉5％～15％，石英砂30％～50％，减水剂0.1％～0.4％，第一消泡剂0.1％～0.4％，缓凝剂0.1％～0.2％，纤维素醚0.1％～0.5％，促凝剂0.03～0.15％，颜料0.1％～0.5％；以所述液料的重量为基准，所述液料包括：聚合乳液40％～50％，水49％～59％，第二消泡剂0.1％～0.5％，防腐剂0.1％～0.5％，成膜助剂0.1％～0.5％，增稠剂0.1％～0.5％。本公开提供的聚合物水泥砂浆能够实现不大于2毫米厚度的施工需求。

Description

一种聚合物水泥砂浆及其制备方法和施工方法

技术领域

本公开涉及建筑材料技术领域，具体地，涉及一种聚合物水泥砂浆及其制备方法和施工方法。

背景技术

目前市面上常见的地坪装饰材料按产品类型可大致分为两大类，即有机地坪材料和无机地坪材料。有机地坪材料以环氧地坪为主，有出色的柔韧性和艳丽的颜色，但普遍存在易脱层起鼓、施工时有刺激性气味、颜色单一、耐老化性能差、寿命短、不能用于露天环境等不足；无机地坪材料以水泥自流平为主，目前市面上的水泥自流平厂家和种类繁多，质量也良莠不齐，大部分的水泥自流平的材料成本较低，施工便利，但存在着脆性大、易开裂、易起砂、易反碱、表面硬度差等不足，主要用作PVC、瓷砖、地毯和各种地板的自流平材料。

现有地坪施工所得砂浆层的厚度一般在3毫米以上，若厚度小于3毫米，则一般会出现开裂、翘起和受外力容易粉碎等问题，因此亟需一种能够在较薄施工厚度下具有良好性能的砂浆材料。

发明内容

本公开的目的是提供一种聚合物水泥砂浆及其制备方法和施工方法，本公开提供的聚合物水泥砂浆能够实现不大于2毫米厚度的施工需求。

为了实现上述目的，本公开提供一种聚合物水泥砂浆，所述砂浆包括粉料和液料，以重量计，所述粉料与液料的比例为(1～3)：1；

以所述粉料的重量为基准，所述粉料包括：

以所述液料的重量为基准，所述液料包括：

可选的，所述硅酸盐水泥为P.O 42.5水泥和/或P.O 52.5水泥。

可选的，所述膨胀剂为早强型硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂。

可选的，所述重钙粉的粒径为300～400目，所述的石英砂的粒径为40～140目，优选40～70目和70～140目按1:0.5～2配。

可选的，所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸类减水剂；

所述第一消泡剂为选自改性聚醚消泡剂、酯化类消泡剂和高碳醇类消泡剂中的至少一种；

所述缓凝剂为选自柠檬酸纳、酒石酸和硼砂中的至少一种；

所述纤维素醚为选自羟丙基甲基纤维素醚、甲基纤维素醚和羟乙基纤维素醚中的至少一种；

所述促凝剂为碳酸锂或氯化锂；

所述颜料为氧化铁类颜料。

可选的，所述聚合乳液为苯乙烯聚合乳液和/或丙烯酸酯聚合乳液。

可选的，所述第二消泡剂为选自改性聚醚消泡剂、酯化类消泡剂和高碳醇类消泡剂中的至少一种；

所述防腐剂为选自异噻唑啉酮衍生物、苯丙咪唑酯类和取代芳烃类中的至少一种；

所述成膜助剂为醇酯类化合物；

所述增稠剂为选自羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基纤维素中的至少一种。

本公开还提供一种聚合物水泥砂浆的制备方法，该制备方法包括：

按照本公开所提供的聚合物水泥砂浆的配比分别配制粉料和液料，将该粉料和液料按照重量比为(1～3)：1混合。

本公开还提供一种聚合物水泥砂浆的施工方法，该施工方法包括：

a、在待施工层上涂刷本公开所提供的液料，在该液料上方摊铺本公开所提供的砂浆，并进行干燥，得到砂浆层；

b、将所得砂浆层进行打磨，得到厚度不大于2毫米的第一砂浆打磨层。

可选的，所述施工方法还包括：在所述第一打磨层的上方依次重复步骤a和步骤b进行制备至少一层第二砂浆打磨层。

本公开通过调配聚合物水泥砂浆的组成，使聚合物水泥砂浆能够实现不大于2毫米厚度的施工需求，从而基本不影响建筑标高，并且可以不同颜色多层施工，提高装饰地面的色彩丰富性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开提供一种聚合物水泥砂浆，所述砂浆包括粉料和液料，以重量计，所述粉料与液料的比例为(1～3)：1；

以所述粉料的重量为基准，所述粉料包括：

以所述液料的重量为基准，所述液料包括：

现有砂浆材料一般要求施工厚度在3毫米以上，若施工制备小于3毫米的砂浆层，则会出现开裂、翘曲和受外力容易粉碎等问题，究其原因在于没有处理好水泥砂浆的强度、韧性的关系，例如没有选择好一款合适砂浆的乳液，而且往往某一个指标过高或过低，从而导致砂浆材料无法满足较为苛刻的低厚度的施工要求。本公开通过合理调配砂浆的配方，从而适应薄厚度施工的要求，使施工厚度小于3毫米成为了可能。

根据本公开，硅酸盐水泥和高铝水泥是本领域技术人员所熟知的，其在本公开砂浆材料中主要起到调节砂浆层强度的作用，但是若单独使用硅酸盐水泥，则所得砂浆层无法满足早期强度，容易被粉碎，而若单独使用高铝水泥或含量过高，则早期强度过高，并且容易产生强度倒缩。硅酸盐水泥(英文名称：Portland Cement)是指以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料、5％以下的石灰石或粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥根据强度的不同，可以分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级，本公开优选为P.O 42.5水泥和/或P.O 52.5水泥。为了突出砂浆层中颜料的颜色，所述硅酸盐水泥优选为白色。高铝水泥是指以铝酸钙为主和氧化铝含量约50％的熟料磨制而成的水硬性胶凝材料，高铝水泥按3天抗压强度的不同分为425、525、625和725四个标号，本公开优选为425或525标号。

根据本公开，膨胀剂是本领域技术人员所熟知的，其作用在于增加强度控制收缩，若不加入，则会导致前期强度提升不快，后期收缩开裂等。优选为早强型硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂，其具有早强、微膨胀的特点，具有与强度发展相协调的膨胀速率、以及膨胀能高、稳定性好、安全可靠、对后期水分补充的依赖程度低等特点。

根据本公开，重钙粉和石英砂是本领域技术人员所熟知的，重钙粉又称为重质碳酸钙，简称重钙，是以优质石灰石为原料，经石灰磨粉机加工成白色粉体，主要成分是CaCO₃。石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO₂。重钙粉和石英砂在砂浆层中作为填料使用，二者相互伍配，用于降低生产成本、减少胶凝材料用量、改变砂浆的致密性与和易性。若只加入重钙粉，则材料太致密并且硬度不够，容易粉化。若只加入石英砂，则材料不够致密，容易起砂。重钙太细或太粗，会影响需水量，并且表面效果会不同，并且会影响材料的整体强度，所述重钙粉的粒径优选为300～400目。所述的石英砂的粒径可以为40～140目，优选40～70目和70～140目按1:0.5～2配，采用复配的石英砂能够使材料级配更好，更好的形成有一定强度的砂浆层。

根据本公开，减水剂、消泡剂、缓凝剂、促凝剂、纤维素醚和颜料是本领域技术人员所熟知的，本公开并没有特殊限制，本领域所常规使用的均能使用。减水剂是在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂，例如所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸类减水剂，优选聚羧酸类减水剂，所述聚羧酸类减水剂可以分为两大类：一类以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链，接枝不同侧链长度的聚醚，另一类是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚，例如DH-4004型聚羧酸类减水剂。消泡剂是用于降低砂浆表面张力，抑制或消除气泡的助剂，例如，所述第一消泡剂和第二消泡剂可以各自为选自改性聚醚消泡剂、酯化类消泡剂和高碳醇类消泡剂中的至少一种。缓凝剂一种降低水泥或石膏水化速度和水化热、延长凝结时间的添加剂，例如所述缓凝剂为选自柠檬酸纳、酒石酸和硼砂中的至少一种，优选为酒石酸。促凝剂用于加快水泥的硬化速度，例如所述促凝剂为碳酸锂或氯化锂；纤维素醚用于调节砂浆黏度，增加砂浆保水性，为施工提供开放时间，例如所述纤维素醚为选自羟丙基甲基纤维素醚、甲基纤维素醚和羟乙基纤维素醚中的至少一种，优选为甲基纤维素；所述颜料用于增加砂浆层的色彩，可以为任意适用于水泥砂浆中的颜料，一般为无机颜料，例如所述颜料为氧化铁类颜料。

根据本公开，聚合乳液是单体借助乳化剂和机械搅拌，使单体分散在水中形成乳液，再加入引发剂引发单体聚合所形成的乳液，其在砂浆中主要起到提高强度和柔性的作用，另外通过水泥水化形成的水化硅酸钙凝胶和乳液的固化产物，二者相互填充的协同作用，可以进一步提高砂浆层的致密性、强度和硬度。但是并非所有聚合乳液均能与水泥砂浆取得良好的协同效果，例如丙烯酸共聚乳液，因此所述聚合乳液优选为苯乙烯聚合乳液和/或丙烯酸酯聚合乳液，进一步优选为苯乙烯-丙烯酸酯乳液。

根据本公开，防腐剂、成膜助剂和增稠剂是本领域技术人员所熟知的，防腐剂应用于砂浆中防止微生物生长或化学变化引起的腐败，例如可以为选自异噻唑啉酮衍生物、苯丙咪唑酯类和取代芳烃类中的至少一种。成膜助剂能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，能在较广泛施工温度范围内成膜的物质，例如所述成膜助剂为醇酯类化合物，具体可以为十二碳醇酯。增稠剂用于改善和增加砂浆的粘稠度，例如所述增稠剂为选自羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基纤维素中的至少一种。

本公开还提供一种聚合物水泥砂浆的制备方法，该制备方法包括：按照本公开所提供的聚合物水泥砂浆的配比分别配制粉料和液料，将该粉料和液料按照重量比为(1～3)：1混合。

本公开的施工方法，能够得到厚度小于2毫米的砂浆打磨层，该砂浆打磨层的强度、韧性和粘性较好，不易起皮和裂开，施工厚度小，建筑标高改变不大，适合翻新使用。

另外，本公开的施工方法也可以获得具有色彩和图案的地坪层，例如所述施工方法还包括：在所述第一打磨层的上方依次重复步骤a和步骤b进行制备至少一层第二砂浆打磨层。通过砂浆打磨层的厚度较薄的优点，可以使下层砂浆打磨层中的颜色和图案透显，形成渐变及多种颜色效果，达到装饰效果。

下面提供本公开所提供的施工方法的一种具体实施步骤：

1)地面基层的预处理，涂刷液料；基层地面的预处理包括但不限于除去薄弱或损坏的混凝土表层，对于砼表面不平整，包括蜂窝、散裂、裂缝、伸缩缝损坏、倾斜、过渡区域如地沟或门廊周围等，用专用快干水泥砂浆或无溶剂的环氧砂浆填充；

2)用专用镘刀在作业面上摊铺一层聚合物彩色砂浆，专用镘刀前端为橡胶材质，长度为22英寸，施工时要倾斜一定角度，保证厚度均匀；

3)待干燥后，用专用打磨工具打磨平整；专用打磨工具为多功能翻新机，打磨盘为17寸，垫黑色百洁垫，打磨砂纸选用80目或100目网格砂，对聚合物彩色砂浆表面的砂粒及纹理凸起打磨平整；

4)涂刷1层液料；

5)用专用镘刀摊铺第2层聚合物彩色砂浆，根据设计要求，施工一定肌理或图案；彩色砂浆与步骤2)中彩色砂浆可以颜料不同或者颜料量不同，比如深棕色和灰色，一定肌理图案为渐变色、混搭色，石材纹理等等；

6)用专用打磨工具对聚合物彩色砂浆表面的砂粒及纹理凸起进行打磨；

7)施工第三层或更多层聚合物彩色砂浆，直到达到所要的装饰效果；

8)用专用打磨工具打磨平整；

9)辊涂两层封闭剂，封闭剂为水性聚氨酯、水性蜡等，优先选用强度高、封闭性强的水性聚氨酯封闭剂，根据设计要求可以选择高光、哑光效果。

下面通过实施例进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。

实施例1.

1.彩色砂浆配方：

粉料(以粉料的重量为基准)：

白水泥(普硅525号，阿尔博) 30％，

高铝水泥(凯诺斯CA-70) 5％，

膨胀剂(郑州建文科技，硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂) 5％，

重钙粉(河北圣诺建材，粒径为400目) 15％，

石英砂(灵寿县一航，粒径为40-70和70-140按照1:1复配) 44.02％，

减水剂(新大地，聚羧酸减水剂) 0.1％，

消泡剂(MUNZING，高碳醇类消泡剂，P803) 0.2％，

缓凝剂(上海晖禹，L+酒石酸) 0.13％，

纤维素醚(河南天盛，甲基纤维素醚，MC-400) 0.1％，

促凝剂(上海晖禹，碳酸锂) 0.15％，

颜料(拜尔颜料，组成为氧化铁) 0.3％。

液料(以液料的重量为基准)：

聚合乳液(BASF，608，苯乙烯丙烯酸酯共聚乳液) 50％，

消泡剂(道康宁，7820，高碳醇类消泡剂) 0.1％，

防腐剂(罗门哈斯

LXE，苯丙咪唑酯类) 0.15％，

成膜助剂(润泰化学，醇酯十二) 0.1％，

增稠剂(肯奈特，HEC，羟乙基纤维素) 0.2％，

水 49.45％。

2.地面施工：

1)采用无尘打磨机对基层进行打磨，清除地面浮浆及污渍，并修补处理基层空鼓和开裂，打磨后的基面以坚固，洁净为准，用吸尘器吸净浮灰。

2)用涂料滚筒将液料均匀的涂刷在地面上；

3)将上述粉料预混后按3：1的比例添加到液料中，用电动搅拌机搅拌3min，静置3min，即可用专用镘刀摊铺，摊铺时要使镘刀倾斜一定角度，保证厚度均匀，注意接茬处不要聚料；

4)待干燥后(夏季3h左右，根据温湿度决定)，用多功能翻新机，垫黑色百洁垫、80目或100目网格砂打磨平整，用吸尘器吸净浮灰，得到厚度约为1mm的砂浆层；

5)再涂刷一层液料；

6)待干燥后，上述粉料预混后按2：1的比例添加到液料中，重复以上步骤3)和4)；

7)用短毛滚筒辊涂两遍高光水性聚氨酯封闭剂(商业牌号为德国鹿尼德)，即可得到聚合物水泥装饰地面。

实施例2.

实施例2与实施例1所用砂浆材料相同，不同之处在于配比不同。

1.彩色砂浆配方：

硅酸盐水泥 32％，

高铝水泥 8％，

膨胀剂 8％，

重钙粉 10％，

石英砂 40.88％，

减水剂 0.12％，

消泡剂 0.25％，

缓凝剂 0.16％，

纤维素醚 0.16％，

促凝剂 0.13％，

颜料 0.3％。

液料配方：

聚合乳液 50％，

消泡剂 0.13％，

防腐剂 0.16％，

成膜助剂 0.15％，

增稠剂 0.18％，

水 49.38％。

2.地面施工：

2)用涂料滚筒将液料均匀的涂刷在地面上；

3)将上述粉料预混后按3：1的比例添加到液料中，用电动搅拌机搅拌2-3min，静置3min，即可用专用镘刀摊铺，摊铺时要使镘刀倾斜一定角度，保证厚度均匀，注意接茬处不要聚料；

4)待干燥后(夏季3h左右，根据温湿度决定)，用多功能翻新机，垫黑色百洁垫，80目或100目网格砂打磨平整，用吸尘器吸净浮灰，得到厚度小于1mm的砂浆打磨层；

5)再涂刷一层液料；

7)重复2)、3)和4)；

8)用短毛滚筒辊涂刷两遍高光水性聚氨酯封闭剂，即可得到聚合物水泥装饰地面。

实施例3

实施例3与实施例1的施工方法基本相同，不同之处在于采用的配比不同。

砂浆配方：

硅酸盐水泥 40％，

高铝水泥 5％，

膨胀剂 5％，

重钙粉 10％，

石英砂 38.79％，

减水剂 0.12％，

消泡剂 0.30％，

缓凝剂 0.20％，

纤维素醚 0.16％，

促凝剂 0.13，

颜料 0.3％，

液料配方：

聚合乳液 50％，

消泡剂 0.13％，

防腐剂 0.16％，

成膜助剂 0.15％，

增稠剂 0.18％，

水 49.38％。

对比例1

对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于：粉料中减少使用17重量％白水泥，增加17重量％的高铝水泥，使高铝水泥的含量为22重量％，白水泥的含量为13重量％。

对比例2

对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于：液料中聚合乳液选用德国路博润Carboset CR-726丙烯酸共聚乳液。

对比例3

对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于：粉料中不使用膨胀剂组分，采用相同重量的石英砂进行替代。

对比例4

与实施例1基本相同，不同之处在于：粉料中高铝水泥的含量为1重量％，采用白水泥替代，白水泥的含量为34重量％。

对比例5

与实施例1基本相同，不同之处在于：液料中聚合乳液的含量为35重量％，减少量采用水替换。

将实施例1-3和对比例1-5获得的水泥砂浆进行检测，检测方法为柔韧性适用JGT157-2009《建筑外墙用腻子》，其他指标参考JC/T985-2005-地面用水泥基自流平砂浆，具体检测结果见表1。

由表1的性能测试结果可知，实施例1-3均能满足相应的技术指标要求，并且实施例1-3的各项性能均明显优于对比例1-3，流动性好、强度高，韧性好，进一步观察及施工发现，在施工后3h左右即能上人，并且可以打磨操作。通过几层的施工操作，即可得到具有一定装饰效果的彩色水泥地坪产品。

对比例1加入高铝水泥的量过多，引起早期强度过大，无法进行打磨减薄。

对比例2采用丙烯酸共聚乳液作为聚合乳液，无法达到良好的施工效果。

对比例3不加入膨胀剂，导致前期强度提升不快，无法实现施工后3h左右即能上人进行打磨操作，延长了施工周期，且打磨后所得的打磨层由于后期强度不够，容易收缩开裂。

对比例4-5的配方所调配的水泥砂浆由于强度的不够，会引起打磨时砂浆层局部脱落，从而无法实现厚度薄的打磨层。

表1

Claims

1.一种聚合物水泥砂浆，所述砂浆包括粉料和液料，以重量计，所述粉料与液料的比例为(1～3)：1；

以所述粉料的重量为基准，所述粉料包括：

以所述液料的重量为基准，所述液料包括：

，

所述聚合乳液为苯乙烯聚合乳液和/或丙烯酸酯聚合乳液。

2.根据权利要求1所述的聚合物水泥砂浆，其中，所述硅酸盐水泥为P.O 42.5水泥和/或P.O 52.5水泥。

3.根据权利要求1所述的聚合物水泥砂浆，其中，所述膨胀剂为早强型硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂。

4.根据权利要求1所述的聚合物水泥砂浆，其中，所述重钙粉的粒径为300～400目，所述的石英砂的粒径为40～140目。

5.根据权利要求1所述的聚合物水泥砂浆，其中，所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸类减水剂；

所述缓凝剂为选自柠檬酸纳、酒石酸和硼砂中的至少一种；

所述促凝剂为碳酸锂或氯化锂；

所述颜料为氧化铁类颜料。

6.根据权利要求1所述的聚合物水泥砂浆，其中，所述第二消泡剂为选自改性聚醚消泡剂、酯化类消泡剂和高碳醇类消泡剂中的至少一种；

所述成膜助剂为醇酯类化合物；

7.一种聚合物水泥砂浆的制备方法，该制备方法包括：

按照权利要求1～6中任意一项所述的聚合物水泥砂浆的配比分别配制粉料和液料，将该粉料和液料按照重量比为(1～3)：1混合。

8.一种聚合物水泥砂浆的施工方法，该施工方法包括：

a、在待施工层上涂刷权利要求1～6中任意一项所述的液料，在该液料上方摊铺权利要求1～6中任意一项所述的砂浆，并进行干燥，得到砂浆层；

9.根据权利要求8所述的施工方法，所述施工方法还包括：在所述第一打磨层的上方依次重复步骤a和步骤b进行制备至少一层第二砂浆打磨层。