CN107827412A - 一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法 - Google Patents

一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，属于砂浆制备技术领域。本发明冷杉木材研磨打浆制得木材液化木浆，经蒸馏、干燥、煅烧炭化得到炭化木质纤维，炭化木质纤维与膨胀珍珠岩制得骨料，骨料经改性与砂浆其他原料搅拌混合、稀释得到高强度抗裂嵌缝砂浆，起到很好的微配筋作用，这样很好地保持了结构的整体性，使砂浆成型后某处应力集中时，断裂能增大，从而使砂浆抗裂性增强；木质纤维炭化后纤维原有的性能没有改变，由于炭化，纤维的热稳定性以及抗拉强度得到提高，玻璃化微珠和膨胀珍珠岩表面都有凹槽，对周围粘土能够进行吸附，能形成很紧密的堆积，砂浆的孔隙率低，可减小砂浆收缩率，从而提高砂浆的强度和抗裂性能，应用前景广阔。

Description

一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法
技术领域
本发明公开了一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，属于砂浆制备技术领域。
背景技术
砂浆是建筑上砌砖使用的黏结物质，由一定比例的沙子和胶结材料加水和成，也叫灰浆，也作沙浆。
砂浆常用的有水泥砂浆、混合砂浆（或叫水泥石灰砂浆）、石灰砂浆和粘土砂浆。砂浆为建筑用普通材料，属于建筑施工中的必备材料。根据性能划分，砂浆分为很多种，有结合砂浆、嵌缝砂浆、保温砂浆等；按用途分为砌筑砂浆、抹面砂浆（包括装饰砂浆、防水砂浆）、粘结砂浆等。
目前砂浆的性能品质不一，影响着使用。具体来讲影响砂浆性能的因素包括新拌砂浆的和易性、流动性、保水性，还有就是硬化砂浆的强度。需要研究新的砂浆，使其具有优异的施工性和加工性、抗流挂性、触变性、防沉降性、贮存稳定性、改善泵送性和剪切稀化性，还需要寻找新的材料，以提高其使用性能和强度。除了强度不够之外，砂浆的易裂性能也是现在需要解决的一大难题，容易对道路行驶造成危害。
因此，发明一种高强度抗裂嵌缝砂浆对砂浆制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对嵌缝砂浆强度低和抗裂性能差的缺陷，提供了一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将冷杉木材置于粉碎机中粉碎，得到木屑，将400～450g木屑置于磨盘中，向磨盘中加入600～700mL水，研磨打浆，得到木浆，向木浆中加入40～50g苯酚，20～25g六亚甲基四胺，常温下搅拌，静置，得到木材液化木浆；
（2）向木材液化木浆中加入200～300mL丙酮，搅拌稀释后过滤，除去残渣，得到纯化木浆，将纯化木浆置于带有冷凝装置的蒸馏瓶中，加热升温，蒸馏得到蒸馏产物，将蒸馏产物置于烘箱中，加热升温，干燥，得到木质纤维；
（3）将木质纤维置于煅烧炉中，将煅烧炉抽真空，加热升温，高温煅烧，得到炭化木质纤维，取珍珠岩矿石置于球磨机中球磨，得到珍珠岩矿砂，将珍珠岩矿砂置于烘箱中，加热升温，预热后，再放入电阻炉中，急速程序升温，保温焙烧，得到膨胀珍珠岩；
（4）将上述膨胀珍珠岩与玻璃化微珠混合，得到混合骨料，将混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素混合，放入高速搅拌机中，搅拌混合，得到混合物料，将混合物料置于烘箱中，加热升温，保温，得到改性骨料；
（5）按重量份数计，将40～50份普通硅酸盐水泥、20～30份粉煤灰、8～10份纤维素醚混合制成干粉，向干粉中加入60～70份水搅拌，置于高速搅拌机中，搅拌混合，得到混合泥浆，向混合泥浆中倒入干粉，搅拌，得到砂浆拌合料，向砂浆拌合料边加水边搅拌，得到高强度抗裂嵌缝砂浆。
步骤（1）所述的研磨打浆时间为3～4h，搅拌时间为30～40min，静置时间为4～5h。
步骤（2）所述的搅拌稀释时间为3～5min，蒸馏瓶加热升温后温度为100～110℃，蒸馏时间为4～6h，烘箱加热升温后温度为90～100℃，干燥时间为4～5h。
步骤（3）所述的煅烧炉加热升温后温度为600～650℃，高温煅烧时间为3～4h，珍珠岩矿砂粒径为0.8～1.0mm，烘箱加热升温后温度为400～500℃，预热时间为30～40min，急速程序升温后温度为1000～1100℃，控制升温速率为200～220℃/min，保温焙烧时间为2～3h。
步骤（4）所述的玻璃化微珠粒径为0.1～0.3mm，膨胀珍珠岩与玻璃化微珠的混合质量比为1︰3，混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素混合的质量比为10︰2︰1，搅拌转速为700～800r/min，搅拌混合时间为10～15min，烘箱加热升温后温度为200～300℃，保温时间为3～4h。
步骤（5）所述的加入水后搅拌时间为30～40min，高速分散机转速为1200～1500r/min，搅拌混合时间为20～30min，向混合泥浆中倒入干粉后搅拌时间为6～8min，控制砂浆拌合料稠度为7～8cm。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以冷杉木材研磨打浆制得木材液化木浆，经蒸馏、干燥、煅烧炭化得到炭化木质纤维，再用炭化木质纤维与膨胀珍珠岩制得骨料，骨料经改性与砂浆其他原料搅拌混合、稀释得到高强度抗裂嵌缝砂浆，其中木质纤维具有强烈的增稠增强效果，木质纤维的结构粘性可改善操作性能，木质纤维的某些功能如增稠、增粘等性能与纤维素醚类似，但价格远低于纤维素醚，浇筑时数以千万计的纤维均匀分布在砂浆中，起到很好的微配筋作用，这样很好地保持了结构的整体性，使砂浆成型后某处应力集中时，断裂能增大，从而使砂浆抗裂性增强；
（2）本发明的木质纤维炭化后纤维原有的性能没有改变，由于炭化，纤维的热稳定性以及抗拉强度得到提高，玻璃化微珠和膨胀珍珠岩表面都有凹槽，对周围粘土能够进行吸附，使砂浆的分散性能提高，整体密度稳定，砂浆强度增强，砂浆中膨胀珍珠岩与玻璃化微珠按本发明的配比掺入，能形成很紧密的堆积，砂浆的孔隙率低，可减小砂浆收缩率，从而提高砂浆的强度和抗裂性能，应用前景广阔。
具体实施方式
将冷杉木材置于粉碎机中粉碎，得到木屑，将400～450g木屑置于磨盘中，向磨盘中加入600～700mL水，研磨打浆3～4h，得到木浆，向木浆中加入40～50g苯酚，20～25g六亚甲基四胺，常温下搅拌30～40min，静置4～5h，得到木材液化木浆；向木材液化木浆中加入200～300mL丙酮，搅拌稀释3～5min后过滤，除去残渣，得到纯化木浆，将纯化木浆置于带有冷凝装置的蒸馏瓶中，加热升温至100～110℃，蒸馏4～6h，得到蒸馏产物，将蒸馏产物置于烘箱中，加热升温至90～100℃，干燥4～5h，得到木质纤维；将木质纤维置于煅烧炉中，将煅烧炉抽真空，加热升温至600～650℃，高温煅烧3～4h，得到炭化木质纤维，取珍珠岩矿石置于球磨机中球磨，得到粒径为0.8～1.0mm的珍珠岩矿砂，将珍珠岩矿砂置于烘箱中，加热升温至400～500℃，预热30～40min后，再放入电阻炉中，急速程序升温至1000～1100℃，控制升温速率为200～220℃/min，保温焙烧2～3h，得到膨胀珍珠岩；将上述膨胀珍珠岩与粒径为0.1～0.3mm的玻璃化微珠按质量比为1︰3混合，得到混合骨料，将混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素按质量比为10︰2︰1混合，放入高速搅拌机中，以700～800r/min的转速搅拌混合10～15min，得到混合物料，将混合物料置于烘箱中，加热升温至200～300℃，保温3～4h，得到改性骨料；按重量份数计，将40～50份普通硅酸盐水泥、20～30份粉煤灰、8～10份纤维素醚混合制成干粉，向干粉中加入60～70份水搅拌30～40min，置于高速搅拌机中，以1200～1500r/min的转速搅拌混合20～30min，得到混合泥浆，向混合泥浆中倒入干粉，搅拌6～8min，得到砂浆拌合料，向砂浆拌合料边加水边搅拌，控制砂浆拌合料稠度为7～8cm，得到高强度抗裂嵌缝砂浆。
实例1
将冷杉木材置于粉碎机中粉碎，得到木屑，将400g木屑置于磨盘中，向磨盘中加入600mL水，研磨打浆3h，得到木浆，向木浆中加入40g苯酚，20g六亚甲基四胺，常温下搅拌30min，静置4h，得到木材液化木浆；向木材液化木浆中加入200mL丙酮，搅拌稀释3min后过滤，除去残渣，得到纯化木浆，将纯化木浆置于带有冷凝装置的蒸馏瓶中，加热升温至100℃，蒸馏4h，得到蒸馏产物，将蒸馏产物置于烘箱中，加热升温至90℃，干燥4h，得到木质纤维；将木质纤维置于煅烧炉中，将煅烧炉抽真空，加热升温至600℃，高温煅烧3h，得到炭化木质纤维，取珍珠岩矿石置于球磨机中球磨，得到粒径为0.8～1.0mm的珍珠岩矿砂，将珍珠岩矿砂置于烘箱中，加热升温至400℃，预热30min后，再放入电阻炉中，急速程序升温至1000℃，控制升温速率为200℃/min，保温焙烧2h，得到膨胀珍珠岩；将上述膨胀珍珠岩与粒径为0.1mm的玻璃化微珠按质量比为1︰3混合，得到混合骨料，将混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素按质量比为10︰2︰1混合，放入高速搅拌机中，以700r/min的转速搅拌混合10min，得到混合物料，将混合物料置于烘箱中，加热升温至200℃，保温3h，得到改性骨料；按重量份数计，将40份普通硅酸盐水泥、20份粉煤灰、8份纤维素醚混合制成干粉，向干粉中加入60份水搅拌30min，置于高速搅拌机中，以1200r/min的转速搅拌混合20min，得到混合泥浆，向混合泥浆中倒入干粉，搅拌6min，得到砂浆拌合料，向砂浆拌合料边加水边搅拌，控制砂浆拌合料稠度为7cm，得到高强度抗裂嵌缝砂浆。
实例2
将冷杉木材置于粉碎机中粉碎，得到木屑，将420g木屑置于磨盘中，向磨盘中加入650mL水，研磨打浆3.5h，得到木浆，向木浆中加入45g苯酚，22g六亚甲基四胺，常温下搅拌35min，静置4.5h，得到木材液化木浆；向木材液化木浆中加入250mL丙酮，搅拌稀释4min后过滤，除去残渣，得到纯化木浆，将纯化木浆置于带有冷凝装置的蒸馏瓶中，加热升温至105℃，蒸馏5h，得到蒸馏产物，将蒸馏产物置于烘箱中，加热升温至95℃，干燥4.5h，得到木质纤维；将木质纤维置于煅烧炉中，将煅烧炉抽真空，加热升温至620℃，高温煅烧3.5h，得到炭化木质纤维，取珍珠岩矿石置于球磨机中球磨，得到粒径为0.9mm的珍珠岩矿砂，将珍珠岩矿砂置于烘箱中，加热升温至450℃，预热35min后，再放入电阻炉中，急速程序升温至1050℃，控制升温速率为210℃/min，保温焙烧2.5h，得到膨胀珍珠岩；将上述膨胀珍珠岩与粒径为0.2mm的玻璃化微珠按质量比为1︰3混合，得到混合骨料，将混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素按质量比为10︰2︰1混合，放入高速搅拌机中，以750r/min的转速搅拌混合12min，得到混合物料，将混合物料置于烘箱中，加热升温至250℃，保温3.5h，得到改性骨料；按重量份数计，将45份普通硅酸盐水泥、25份粉煤灰、9份纤维素醚混合制成干粉，向干粉中加入65份水搅拌35min，置于高速搅拌机中，以1300r/min的转速搅拌混合25min，得到混合泥浆，向混合泥浆中倒入干粉，搅拌7min，得到砂浆拌合料，向砂浆拌合料边加水边搅拌，控制砂浆拌合料稠度为7cm，得到高强度抗裂嵌缝砂浆。
实例3
将冷杉木材置于粉碎机中粉碎，得到木屑，将450g木屑置于磨盘中，向磨盘中加入700mL水，研磨打浆4h，得到木浆，向木浆中加入50g苯酚， 25g六亚甲基四胺，常温下搅拌40min，静置5h，得到木材液化木浆；向木材液化木浆中加入300mL丙酮，搅拌稀释5min后过滤，除去残渣，得到纯化木浆，将纯化木浆置于带有冷凝装置的蒸馏瓶中，加热升温至110℃，蒸馏6h，得到蒸馏产物，将蒸馏产物置于烘箱中，加热升温至100℃，干燥5h，得到木质纤维；将木质纤维置于煅烧炉中，将煅烧炉抽真空，加热升温至650℃，高温煅烧4h，得到炭化木质纤维，取珍珠岩矿石置于球磨机中球磨，得到粒径为1.0mm的珍珠岩矿砂，将珍珠岩矿砂置于烘箱中，加热升温至500℃，预热40min后，再放入电阻炉中，急速程序升温至1100℃，控制升温速率为220℃/min，保温焙烧3h，得到膨胀珍珠岩；将上述膨胀珍珠岩与粒径为0.3mm的玻璃化微珠按质量比为1︰3混合，得到混合骨料，将混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素按质量比为10︰2︰1混合，放入高速搅拌机中，以800r/min的转速搅拌混合15min，得到混合物料，将混合物料置于烘箱中，加热升温至300℃，保温4h，得到改性骨料；按重量份数计，将50份普通硅酸盐水泥、30份粉煤灰、10份纤维素醚混合制成干粉，向干粉中加入70份水搅拌40min，置于高速搅拌机中，以1500r/min的转速搅拌混合30min，得到混合泥浆，向混合泥浆中倒入干粉，搅拌8min，得到砂浆拌合料，向砂浆拌合料边加水边搅拌，控制砂浆拌合料稠度为8cm，得到高强度抗裂嵌缝砂浆。
对比例
以上海某公司生产的高强度抗裂嵌缝砂浆作为对比例 对本发明制得的高强度抗裂嵌缝砂浆和对比例中的高强度抗裂嵌缝砂浆进行性能检测，检测结果如表1所示：
1、测试方法：
抗压强度测试采用抗压强度测试仪进行检测；
表1
测试项目 实例1 实例2 实例3 对比例
养护1天后的抗压强度（MPa） 40.65 46.11 50.09 24.56
养护5天后的抗压强度（MPa） 49.03 50.12 55.23 25.01
抗裂性能比 95.2 97.4 98.5 82.1
注：抗压强度测试在温度为120℃的环境下进行；
根据上述中数据可知，本发明制得的高强度抗裂嵌缝砂浆在120℃的高温下抗压强度达到40MPa以上，可见本发明制得的砂浆强度高，抗裂性能比达到95%以上，抗裂性能好，因此，本发明制得的高强度抗裂嵌缝砂浆具有广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将冷杉木材置于粉碎机中粉碎，得到木屑，将400～450g木屑置于磨盘中，向磨盘中加入600～700mL水，研磨打浆，得到木浆，向木浆中加入40～50g苯酚，20～25g六亚甲基四胺，常温下搅拌，静置，得到木材液化木浆；
（2）向木材液化木浆中加入200～300mL丙酮，搅拌稀释后过滤，除去残渣，得到纯化木浆，将纯化木浆置于带有冷凝装置的蒸馏瓶中，加热升温，蒸馏得到蒸馏产物，将蒸馏产物置于烘箱中，加热升温，干燥，得到木质纤维；
（3）将木质纤维置于煅烧炉中，将煅烧炉抽真空，加热升温，高温煅烧，得到炭化木质纤维，取珍珠岩矿石置于球磨机中球磨，得到珍珠岩矿砂，将珍珠岩矿砂置于烘箱中，加热升温，预热后，再放入电阻炉中，急速程序升温，保温焙烧，得到膨胀珍珠岩；
（4）将上述膨胀珍珠岩与玻璃化微珠混合，得到混合骨料，将混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素混合，放入高速搅拌机中，搅拌混合，得到混合物料，将混合物料置于烘箱中，加热升温，保温，得到改性骨料；
（5）按重量份数计，将40～50份普通硅酸盐水泥、20～30份粉煤灰、8～10份纤维素醚混合制成干粉，向干粉中加入60～70份水搅拌，置于高速搅拌机中，搅拌混合，得到混合泥浆，向混合泥浆中倒入干粉，搅拌，得到砂浆拌合料，向砂浆拌合料边加水边搅拌，得到高强度抗裂嵌缝砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的研磨打浆时间为3～4h，搅拌时间为30～40min，静置时间为4～5h。
3.根据权利要求1所述的一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的搅拌稀释时间为3～5min，蒸馏瓶加热升温后温度为100～110℃，
蒸馏时间为4～6h，烘箱加热升温后温度为90～100℃，干燥时间为4～5h。
4.根据权利要求1所述的一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的煅烧炉加热升温后温度为600～650℃，高温煅烧时间为3～4h，珍珠岩矿砂粒径为0.8～1.0mm，烘箱加热升温后温度为400～500℃，预热时间为30～40min，急速程序升温后温度为1000～1100℃，控制升温速率为200～220℃/min，保温焙烧时间为2～3h。
5.根据权利要求1所述的一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的玻璃化微珠粒径为0.1～0.3mm，膨胀珍珠岩与玻璃化微珠的混合质量比为1︰3，混合骨料、碳化木质纤维、羟甲基纤维素混合的质量比为10︰2︰1，搅拌转速为700～800r/min，搅拌混合时间为10～15min，烘箱加热升温后温度为200～300℃，保温时间为3～4h。
6.根据权利要求1所述的一种高强度抗裂嵌缝砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的加入水后搅拌时间为30～40min，高速分散机转速为1200～1500r/min，搅拌混合时间为20～30min，向混合泥浆中倒入干粉后搅拌时间为6～8min，控制砂浆拌合料稠度为7～8cm。
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