CN107902967B - 一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料及其制备方法，其中砂浆干材料由黄河砂，水泥，粉煤灰，石膏，骨粉，木质纤维素，抗裂纤维和自制粘合剂组成；本发明的黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，扩展了建筑抹灰材料的的原材料范围，单独采用黄河泥砂，不用配合粗砂、天然砂等常规砂石即可达到抹灰砂浆的粘结强度和抗压强度；变废为宝，解决了黄河泥砂淤积河道问题；本发明通过各个物料的成分和添加比例的选择，克服了抹灰砂浆中出现的裂缝、空鼓的问题，具有抗裂防空鼓的作用，粘结性能好；用水量小，凝结时间短，抹灰不分层，保水率高，具有较高的粘结强度和抗压强度，收缩率低，抗冻抗渗，保温性能好。

Description

一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料及其制备 方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体说是一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料及其制备方法。

背景技术

长期以来，建筑砂浆中使用的砂按照细度模数分为粗、中、细、特细四种规格，其细度模数分别为3.7~3.1，3.0~2.3，2.2~1.6，1.5~0.7；通常建筑用砂的细度模数在3.7~1.6，少数用粗砂和细砂按4：1的质量混合使用。黄河泥砂又叫黄河面砂，黄河特细砂，由于该砂的模数只有0.7，大大低于普通混凝土的模数要求，质地细，该砂的含泥量高，一般在5.8%左右，泥块含量为10.2%，远远高于我国配制混凝土用砂含泥量最高值5%，泥块含量最高值2%的要求，该砂由于含泥量高，吸水多，很容易造成建筑物的开裂，原则上不满足混凝土的施工要求，目前一般使用时需大量添加粗砂、天然砂或人工砂混用，来增加黄河泥砂浆的物理力学性能和耐久性，不能单独使用作为混凝土的砂石材料。

黄河泥砂的量很多，黄河中游向下游的年均输砂量为16亿吨，其中4亿吨沉积在下游河床，黄河泥砂淤积存在着巨大的洪涝溢决隐患，严重危及黄河两岸人们的生命财产安全，限制了黄河流域经济建设的发展，因此使得黄河泥砂变废为宝是亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料及其制备方法。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，以重量份计，由以下原料组成：黄河砂50~62份，水泥30~40份，粉煤灰3~10份，石膏2~5份，骨粉0.5~2份，木质纤维素0.1~2份，抗裂纤维0.2~1份和自制粘合剂5~15份；

其中自制粘合剂按照以下步骤得到：

①将聚乙烯醇加入重量为6~8倍的水中溶解，加入30%过氧化氢溶液，搅拌反应半小时，加入淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：3~4的比例混合均匀得到；聚乙烯醇、30%过氧化氢溶液和淀粉水浆液的质量比为1：0.01~0.05：1~2；

②将甲基三甲氧基硅烷加入重量为10~15倍的水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2~3，然后升温至40~50℃水解10~15小时，得到交联溶液，然后向其中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；其中甲基三甲氧基硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：2~5；

③将步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素按照质量比1~3：1的比例混合均匀，得到自制粘合剂。

优选的，以重量份计，由以下原料组成：黄河砂55~60份，水泥32~38份，粉煤灰4~8份，石膏3~4份，骨粉0.5~1份，木质纤维素0.5~1份，抗裂纤维0.2~0.5份和自制粘合剂8~12份；所述抗裂纤维的长度为3~19mm。

优选的，自制粘合剂按照以下步骤得到：

①将聚乙烯醇加入重量为7倍的水中溶解，加入30%过氧化氢溶液，搅拌氧化反应半小时，加入淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：4的比例混合均匀得到；聚乙烯醇、30%过氧化氢溶液和淀粉水浆液的质量比为1：0.04：2；

②将甲基三甲氧基硅烷加入重量为12倍的水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2，然后升温至45℃水解12小时，得到交联溶液，然后向其中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；其中甲基三甲氧基硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：4；

③将步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素按照质量比2：1的比例混合均匀，得到自制粘合剂。

优选的，以重量份计，由以下原料组成：黄河砂55份，水泥35份，粉煤灰5份，石膏3.5份，骨粉0.8份，木质纤维素0.5份，抗裂纤维0.3份和自制粘合剂10份；所述抗裂纤维的长度为6mm。

本发明还包括一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料的制备方法，包括以下步骤：

①将聚乙烯醇加入重量为6~8倍的水中溶解，加入30%过氧化氢溶液，搅拌反应半小时，加入淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：3~4的比例混合均匀得到；聚乙烯醇、30%过氧化氢溶液和淀粉水浆液的质量比为1：0.01~0.05：1~2；

②将甲基三甲氧基硅烷加入重量为10~15倍的水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2~3，然后升温至40~50℃水解10~15小时，得到交联溶液，然后向其中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；其中甲基三甲氧基硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：2~5；

③将步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素按照质量比1~3：1的比例混合均匀，得到自制粘合剂；

④以重量份计，将黄河砂50~62份，水泥30~40份，粉煤灰3~10份，石膏2~5份，骨粉0.5~2份，木质纤维素0.5~2份，抗裂纤维0.2~1份和步骤③所得自制粘合剂5~15份混合均匀，得到黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。

优选的制备方法，包括以下步骤：

①将聚乙烯醇加入重量为7倍的水中溶解，加入30%过氧化氢溶液，搅拌氧化反应半小时，加入淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：4的比例混合均匀得到；聚乙烯醇、30%过氧化氢溶液和淀粉水浆液的质量比为1：0.04：2；

②将甲基三甲氧基硅烷加入重量为12倍的水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2，然后升温至45℃水解12小时，得到交联溶液，然后向其中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；其中甲基三甲氧基硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：4；

③将步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素按照质量比2：1的比例混合均匀，得到自制粘合剂；

④以重量份计，将黄河砂55份，水泥35份，粉煤灰5份，石膏3.5份，骨粉0.8份，木质纤维素0.5份，抗裂纤维0.3份和步骤③所得自制粘合剂10份混合均匀，得到黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明的黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，扩展了建筑抹灰材料的的原材料范围，单独采用黄河泥砂，不用配合粗砂、天然砂等常规砂石即可达到抹灰砂浆的粘结强度和抗压强度；并且变废为宝，解决了黄河泥砂淤积河道的问题；

本发明的黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料通过各个物料的成分和添加比例的选择，克服了传统抹灰砂浆出现的裂缝空鼓问题，具有抗裂防空鼓的作用，粘结性能好；用水量小，稠度适中，凝结时间短，抹灰不分层，保水率高，具有较高的粘结强度和抗压强度，收缩率低，抗冻抗渗，保温性能好。

本发明的黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料中采用的黄河砂由于模数小，含泥量高，不能单独用于建筑抹灰材料，原则上需要和粗砂或人工砂等砂混合使用，并且黄河砂的添加量比较小，一般在占砂总量的5~10%，但是本申请由于添加了自制粘合剂，并且和水泥、粉煤灰、石膏、骨粉和木质纤维素和抗裂纤维在一定重量份数下的混合，可达到建筑用抹灰材料的标准。

本发明的自制粘合剂中的淀粉改性聚乙烯醇组分，既保留了聚乙烯醇水溶性好、无毒、成本低的优点，并且将聚乙烯醇中大量的羟基和淀粉交联，解决了聚乙烯醇含有的大量羟基亲水性大，耐水性差的问题；本发明的自制粘合剂中的硅烷改性羟丙基甲基纤维素组分，先采用甲基三甲氧基硅烷进行水解交联，形成网状结构，然后将羟丙基甲基纤维素分散在网状结构中，起到支撑连接作用，并且羟丙基甲基纤维素本身也具有粘度，在抹灰材料加入水后能起到很好的粘结作用。

本发明的自制粘结剂为颗粒状态，与其他成分能够混合均匀，便于建筑上运输和存储并且在使用时加入水后其粘结剂的性能才会表现出来，能有效提高建筑抹灰材料之间的粘结强度和粘结效果。

具体实施方式

结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。

抗裂纤维是一种是采用100%聚丙烯为原料，通过独特的工艺和设备，经过熔融、挤压、拉丝、切割等工序精制而成，是一种专门添加到砂浆、水泥混凝土中能够起到阻裂抗渗功能的抗裂纤维。为确保抗裂纤维能够在砂浆、水泥混凝土中良好的分散，抗裂纤维在切割之前还经过特殊工艺对表面处理。因其主要采用聚丙烯作为原料，也会被称为聚丙烯纤维。抗裂纤维作用于砂浆、水泥混凝土中，靠其独特的抗拉强度，分散性，熔点燃点，耐酸碱性等性能，能够有效防止砂浆、水泥混凝土的维系裂缝的产生和发展。

本发明实施例中所用抗裂纤维为山东阜盈生物科技有限公司生产的长度为3~19mm的聚丙烯纤维。

实施例1

一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，由以下原料组成：黄河砂50kg，水泥30kg，粉煤灰3kg，石膏2kg，骨粉0.5kg，木质纤维素0.1kg，抗裂纤维0.2kg和自制粘合剂5kg；

其中自制粘合剂按照以下步骤得到：

①将10kg聚乙烯醇加入60kg水中溶解，加入0.1kg30%过氧化氢溶液，搅拌反应半小时，加入10kg淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：3的比例混合均匀得到；

②将1kg甲基三甲氧基硅烷加入10kg水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2，然后升温至40℃水解10小时，得到交联溶液，然后向其中加入2kg羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；

③取3kg步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和3kg步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素混合均匀，得到自制粘合剂。

将黄河砂50kg，水泥30kg，粉煤灰3kg，石膏2kg，骨粉0.5kg，木质纤维素0.1kg，抗裂纤维0.2kg和自制粘合剂5kg混合均匀，即可得到一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。

实施例2

一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，以重量份计，由以下原料组成：黄河砂62kg，水泥40kg，粉煤灰10kg，石膏5kg，骨粉2kg，木质纤维素2kg，抗裂纤维1kg和自制粘合剂15kg；

其中自制粘合剂按照以下步骤得到：

①将15kg聚乙烯醇加入120kg水中溶解，加入0.75kg 30%过氧化氢溶液，搅拌反应半小时，加入30kg淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：4的比例混合均匀得到；

②将1kg甲基三甲氧基硅烷加入15kg的水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至3，然后升温至50℃水解15小时，得到交联溶液，然后向其中加入5kg羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；

③取15kg步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和5kg步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素混合均匀，得到自制粘合剂。

将黄河砂62kg，水泥40kg，粉煤灰10kg，石膏5kg，骨粉2kg，木质纤维素2kg，抗裂纤维1kg和自制粘合剂15kg混合均匀，即可得到一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。

实施例3

一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，由以下原料组成：黄河砂60kg，水泥32kg，粉煤灰4kg，石膏3kg，骨粉0.5kg，木质纤维素0.5kg，抗裂纤维0.2kg和自制粘合剂8kg；所述抗裂纤维的长度为3~19mm；

其中自制粘合剂按照以下步骤得到：

①将10kg聚乙烯醇加入65kg水中溶解，加入0.2kg 30%过氧化氢溶液，搅拌反应半小时，加入15kg淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：3.5的比例混合均匀得到；

②将1kg甲基三甲氧基硅烷加入14kg水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2.5，然后升温至46℃水解12小时，得到交联溶液，然后向其中加入4kg羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；

③取4kg步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和4kg步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素混合均匀，得到自制粘合剂。

将黄河砂55kg，水泥32kg，粉煤灰4kg，石膏3kg，骨粉0.5kg，木质纤维素0.5kg，抗裂纤维0.2kg和自制粘合剂8kg混合均匀，即可得到一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。

实施例4

一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，由以下原料组成：黄河砂55kg，水泥35kg，粉煤灰5kg，石膏3.5kg，骨粉0.8kg，木质纤维素0.5kg，抗裂纤维0.3kg和自制粘合剂10kg；所述抗裂纤维的长度为6mm；

自制粘合剂按照以下步骤得到：

①将15kg聚乙烯醇加入105kg的水中溶解，加入0.6kg 30%过氧化氢溶液，搅拌氧化反应半小时，加入30kg淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：4的比例混合均匀得到；

②将1kg甲基三甲氧基硅烷加入12kg水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2，然后升温至45℃水解12小时，得到交联溶液，然后向其中加入4kg羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；

③取5kg步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和5kg步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素混合均匀，得到自制粘合剂。

将黄河砂55kg，水泥35kg，粉煤灰5kg，石膏3.5kg，骨粉0.8kg，木质纤维素0.5kg，抗裂纤维0.3kg和自制粘合剂10kg混合均匀，即可得到一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。

将实施例1~4所得黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料加入水并混合均匀得到抹灰砂浆，将该抹灰砂浆在建筑物墙体上直接进行机械喷涂施工或者抹灰施工，砂浆无裂缝，无空鼓。按照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T 70-2009对实施例1~4的黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料进行检测，导热系数是在上海荣计达砂浆导热系数测定仪上检测，其性能如表1所示。

表1 实施例1~4的黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料的主要性能表

本发明的黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料经过检测，用水量少，保水率高，稠度适中，无分层，拉伸粘结强度大，抗压强度大，收缩率小，并且抗冻抗渗。

Claims (3)

1.一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，其特征在于：以重量份计，由以下原料组成：黄河砂55～60份，水泥32～38份，粉煤灰4～8份，石膏3～4份，骨粉0.5～1份，木质纤维素0.5～1份，抗裂纤维0.2～0.5份和自制粘合剂8～12份；所述抗裂纤维的长度为3～19mm；

其中黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料按照以下步骤得到：

①将聚乙烯醇加入重量为7倍的水中溶解，加入30％过氧化氢溶液，搅拌氧化反应半小时，加入淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：4的比例混合均匀得到；聚乙烯醇、30％过氧化氢溶液和淀粉水浆液的质量比为1：0.04：2；

②将甲基三甲氧基硅烷加入重量为12倍的水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2，然后升温至45℃水解12小时，得到交联溶液，然后向其中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；其中甲基三甲氧基硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：4；

③将步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素按照质量比2：1的比例混合均匀，得到自制粘合剂；

④以重量份计，将黄河砂55～60份，水泥32～38份，粉煤灰4～8份，石膏3～4份，骨粉0.5～1份，木质纤维素0.5～1份，抗裂纤维0.2～0.5份和步骤③所得自制粘合剂8～12份混合均匀，得到黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。

2.根据权利要求1所述的一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，其特征在于：以重量份计，由以下原料组成：黄河砂55份，水泥35份，粉煤灰5份，石膏3.5份，骨粉0.8份，木质纤维素0.5份，抗裂纤维0.3份和自制粘合剂10份；所述抗裂纤维的长度为6mm。

3.根据权利要求1所述的一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料，其特征在于：按照以下步骤得到：

①将聚乙烯醇加入重量为7倍的水中溶解，加入30％过氧化氢溶液，搅拌氧化反应半小时，加入淀粉水浆液，继续搅拌反应半小时，喷雾干燥，得到淀粉改性聚乙烯醇颗粒；其中淀粉水浆液是由淀粉和水按照质量比1：4的比例混合均匀得到；聚乙烯醇、30％过氧化氢溶液和淀粉水浆液的质量比为1：0.04：2；

②将甲基三甲氧基硅烷加入重量为12倍的水中搅拌得到溶液，用盐酸调节pH至2，然后升温至45℃水解12小时，得到交联溶液，然后向其中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌混匀，喷雾干燥，得到硅烷改性羟丙基甲基纤维素；其中甲基三甲氧基硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：4；

③将步骤①所得淀粉改性聚乙烯醇颗粒和步骤②所得硅烷改性羟丙基甲基纤维素按照质量比2：1的比例混合均匀，得到自制粘合剂；

④以重量份计，将黄河砂55份，水泥35份，粉煤灰5份，石膏3.5份，骨粉0.8份，木质纤维素0.5份，抗裂纤维0.3份和步骤③所得自制粘合剂10份混合均匀，得到黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料。