CN108083754A - 一种改性水泥基自流平砂浆 - Google Patents

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叶青
郭宇鹏
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    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种改性水泥基自流平砂浆。在普通的水泥基自流平砂浆的基础上，为了克服其后期收缩造成的大块施工开裂问题、粘结力不足和抗冲击能力不足问题，在使用聚羧酸系高性能减水剂的前提下，掺入硅溶胶、聚合物乳胶和膨胀剂共同改性水泥基自流平砂浆的性能，从而降低了开裂、提高了粘结强度和抗冲击性能。

Description

一种改性水泥基自流平砂浆
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体地说，是涉及一种改性水泥基自流平砂浆。
背景技术
根据《地面用水泥基自流平砂浆JC/T 985-2017》，这种自流平砂浆由水泥基胶凝材料、填料、砂(细骨料)及添加剂等组成，与水搅拌后具有流动性或稍加辅助性铺摊就能流动找平的地面用材料，并分成面层水泥基自流平砂浆和垫层水泥基自流平砂浆。
回顾近十年来的应用，上述“普通型”地面用水泥基自流平砂浆，总是存在着因其后期收缩造成的大块施工开裂问题、粘结力不足和抗冲击能力不足等问题，为此人们通过多种措施以弥补上述缺陷。有的使用石膏和膨胀剂来补偿砂浆的收缩，有的使用聚合物来提高砂浆的粘结强度，有的使用密级配的石英砂来提高砂浆的流动性和强度，有的使用高效减水剂来提高砂浆的流动性和强度，但还是都不能有效解决因其后期收缩造成的大块施工开裂、粘结力不足和抗冲击能力不足等问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种改性水泥基自流平砂浆。
为解决现有技术存在的上述缺陷提供的改性水泥基自流平砂浆，包括水泥基胶凝材料、填料、砂(细骨料)、添加剂和水；其特征在于还包括高性能减水剂、硅溶胶、聚合物和膨胀剂。
进一步的，所述的高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，所述的高性能减水剂掺量以固体计量为水泥基胶凝材料、填料和膨胀剂的总重量的0.1％～4.0％。
进一步的，所述的高性能减水剂掺量以固体计量为水泥基胶凝材料、填料和膨胀剂的总重量的0.2％～1.0％。
进一步的，所述的硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液或是纳米二氧化硅粉在水中分散液，所述的硅溶胶的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.1％～5.0％。
进一步的，所述的硅溶胶的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.5％～3.5％。
进一步的，所述的聚合物为EVA聚合物乳液或EVA聚合物乳胶粉，所述的聚合物以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.1％～8.0％。
进一步的，所述的聚合物以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.5％～6.0％。
进一步的，所述的膨胀剂为能产生钙钒石膨胀源的材料或能产生水镁石膨胀源的材料或以石膏和铝酸盐水泥的复合料或以石膏和硫铝酸盐水泥的复合料，所述的膨胀剂的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的3.0％～15.0％。
进一步的，所述的膨胀剂的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的8.0％～12.0％。
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种改性水泥基自流平砂浆。在普通水泥基自流平砂浆的基础上，为了克服其后期收缩造成的大块施工开裂问题、粘结力不足和抗冲击能力不足问题，在使用高性能减水剂的前提下，掺入硅溶胶、聚合物乳胶和膨胀剂共同改性水泥基自流平砂浆的性能，从而降低了开裂、提高了粘结强度和抗冲击性能。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
以下对本发明作进一步详细说明，但不作为对发明的限定。
本发明的改性水泥基自流平砂浆的组成：水泥基胶凝材料、砂、填料、添加剂、高性能减水剂、硅溶胶、聚合物、水以及膨胀剂。
水泥基胶凝材料：通用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏以及矿渣粉、粉煤灰等；其中的硫铝酸盐水泥和石膏以及铝酸盐水泥和石膏的组合，主要起提高砂浆早期强度的作用，其总量的25％～60％还起砂浆早期膨胀的作用。
砂：具有级配的(石英)砂。
填料：重钙粉、粉煤灰或矿渣粉以及他们的组合物等，它们的比表面积(细度)一般达到350～370m2/kg以上。
其中粉煤灰和矿渣粉可用作水泥基胶凝材料，也可用作填料。
膨胀剂，也是水泥基胶凝材料之一，也可以单列。
硅溶胶：纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，由于硅溶胶中的二氧化硅含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表述为SiO2.nH2O，也可以是纳米二氧化硅粉，它在水中分散可成硅溶胶。所述的硅溶胶的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.1％～5.0％，优选掺量为0.5％～3.5％。
聚合物：聚合物乳液，也可以是聚合物乳胶粉在水中分散成乳液。所述的聚合物以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.1％～8.0％，优选掺量为0.5％～6.0％。
膨胀剂：能产生钙钒石膨胀源的膨胀剂、能产生水镁石膨胀源的膨胀剂或以石膏+铝酸盐水泥为膨胀剂或以石膏+硫铝酸盐水泥为膨胀剂，其中的水镁石膨胀源原料可以是轻烧氧化镁和纳米氧化镁，其中的石膏可以是二水石膏、半水石膏和硬石膏。所述的膨胀剂的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的3.0％～15.0％，优选掺量为8％～12.0％。
添加剂：可以为保水剂和消泡剂等。
高性能减水剂：主要为聚羧酸系高性能减水剂，所述的高性能减水剂掺量以固体计量为水泥基胶凝材料、填料和膨胀剂的总重量的0.1％～4.0％，优选掺量为0.2％～1.0％。
具体进一步以实施例加以说明。
实施例1
实施例所用的主要原材料：水泥为浙江某水泥集团生产的52.5级硅酸盐水泥。膨胀剂为市售以产生钙钒石为膨胀源的膨胀剂。砂为石英级配砂。矿渣粉由杭州某矿渣微粉厂生产的S95级矿渣粉。聚合物为EVA乳液。减水剂为聚羧酸系高性能减水剂(粉末)，减水率为28％。硅溶胶为浙江某化工有限公司生产的高纯度CS–30硅溶胶，其外观为微乳白透明至半透明液体，Na2O含量(质量分数)≤0.2％，SiO2含量为30％，密度(20℃)为1.21g/cm3，pH值为9.5，粒径为8～20nm，可用水稀释。拌和水与养护用水为自来水。
下表为实施例1的系列改性水泥基自流平砂浆的配合比(计量单位为克或千克)。
按上表就可制得水泥基自流平砂浆，它们的试验结果见下表。其中在硅溶胶掺量为1.5％时(A3试样)，增强效果最明显。因此采用上述代号为A3试样，配制本发明的改性水泥基自流平砂浆。
根据建材行业标准JC/T 985-2017“地面用水泥基自流平砂浆”，如下表所示，仅依据28d抗压强度，上述A3试样已达到C40。而且其其他所测指标尺寸变化率(有关收缩、抗裂和开裂)、拉伸粘结强度(有关粘结力)、抗冲击性(有关抗冲击能力)均达到要求。
实施例2
实施例2所用的主要原材料：水泥1为浙江某水泥集团生产的42.5级普通硅酸盐水泥。水泥2为42.5级(快硬)硫铝酸盐水泥。石膏为半水石膏。砂为石英级配砂。矿渣粉由杭州某矿渣微粉厂生产的S95。减水剂为聚羧酸系高性能减水剂(粉末)，减水率为27％。聚合物为EVA乳胶粉。硅溶胶为浙江某化工有限公司生产的高纯度CS–30硅溶胶，其外观为微乳白透明至半透明液体，Na2O含量(质量分数)≤0.2％，SiO2含量为30％，密度(20℃)为1.21g/cm3，pH值为9.5，粒径为8～20nm，可用水稀释。拌和水与养护用水为自来水。
下表为实施例2的系列掺硅溶胶的水泥基自流平砂浆的配合比(计量单位为克或千克)。
按上表就可制得水泥基自流平砂浆，它们的试验结果见下表。其中在硅溶胶掺量为1.5％时(B3试样)，增强效果最明显。因此采用上述代号为B3试样，配制本发明的改性水泥基自流平砂浆。
根据建材行业标准JC/T 985-2017“地面用水泥基自流平砂浆”，如下表所示，仅依据28d抗压强度，上述B3试样已达到C25。而且其其他所测指标尺寸变化率(有关收缩、抗裂和开裂)、拉伸粘结强度(有关粘结力)、抗冲击性(有关抗冲击能力)均达到要求。
实施例3
所用的主要原材料：水泥1为浙江某水泥集团生产的42.5级普通硅酸盐水泥。水泥2为CA-50级铝酸盐水泥。石膏为硬石膏。砂为石英级配砂。矿渣粉由杭州某矿渣微粉厂生产的S95。减水剂为聚羧酸系高性能减水剂(粉末)，减水率为26％。聚合物为EVA乳胶粉。硅溶胶由市售纳米二氧化硅粉替代。拌和水与养护用水为自来水。
下表为实施例3的系列掺硅溶胶的水泥基自流平砂浆的配合比(计量单位为克或千克)。
按上表就可制得水泥基自流平砂浆，它们的试验结果见下表。其中在硅溶胶(纳米二氧化硅粉)掺量为2.0％时(C3试样)，增强效果最明显。因此采用上述代号为C3试样，配制本发明的改性水泥基自流平砂浆。
根据建材行业标准JC/T 985-2017“地面用水泥基自流平砂浆”，如下表所示，仅依据28d抗压强度，上述C3试样已达到C25。而且其其他所测指标尺寸变化率(有关收缩、抗裂和开裂)、拉伸粘结强度(有关粘结力)、抗冲击性(有关抗冲击能力)均达到要求。
实施例4
实施例所用的主要原材料：水泥为浙江某水泥集团生产的52.5级普通硅酸盐水泥。膨胀剂为由纳米氧化镁粉末、轻烧氧化镁粉末和矿渣粉以1：1：2的比例混合而成。砂为石英级配砂。矿渣粉由杭州某矿渣微粉厂生产的S95级矿渣粉。减水剂为聚羧酸系高性能减水剂(粉末)，减水率为27％。聚合物为EVA乳胶粉。硅溶胶由市售纳米二氧化硅粉替代。拌和水与养护用水为杭州当地自来水。
下表为实施例4的系列改性水泥基自流平砂浆的配合比(计量单位为克或千克)。
按上表就可制得水泥基自流平砂浆，它们的试验结果见下表。其中在硅溶胶掺量为1.5％时(D3试样)，增强效果最明显。因此采用上述代号为D3试样，配制本发明的改性水泥基自流平砂浆。
根据建材行业标准JC/T 985-2017“地面用水泥基自流平砂浆”，如下表所示，仅依据28d抗压强度，上述D3试样已达到C40。而且其其他所测指标尺寸变化率(有关收缩、抗裂和开裂)、拉伸粘结强度(有关粘结力)、抗冲击性(有关抗冲击能力)均达到要求。
本发明还提供了所述改性水泥基自流平砂浆的应用，所述应用的方法为：作为商品时，提供方式有二种。第一种为A组分和B组分，A组分为干混料包含水泥基胶凝材料、填料、膨胀剂、高性能减水剂粉、砂和添加剂等；B组分为乳液包含聚合物和硅溶胶等。第二种为干混料包含水泥基胶凝材料、填料、膨胀剂、聚合物乳胶粉、纳米二氧化硅粉、高性能减水剂粉、砂和添加剂等。本发明自流平砂浆在使用时，按说明书通过计量，加入按品种和等级推荐的用水量，适当搅拌就能制得自流平砂浆拌合物。
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种改性水泥基自流平砂浆。在普通的水泥基自流平砂浆的基础上，为了克服其后期收缩造成的大块施工开裂问题、粘结力不足和抗冲击能力不足问题，在使用高性能减水剂的前提下，掺入硅溶胶、聚合物乳胶和膨胀剂共同改性水泥基自流平砂浆的性能，从而降低了开裂、提高了粘结强度和抗冲击性能。
上述说明并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种改性水泥基自流平砂浆，包括水泥基胶凝材料、填料、砂、添加剂和水；其特征在于还包括高性能减水剂、硅溶胶、聚合物和膨胀剂。
2.根据权利要求1所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，所述的高性能减水剂掺量以固体计量为水泥基胶凝材料、填料和膨胀剂的总重量的0.1％～4.0％。
3.根据权利要求2所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的高性能减水剂掺量以固体计量为水泥基胶凝材料、填料和膨胀剂的总重量的0.2％～1.0％。
4.根据权利要求1-3任一所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液或是纳米二氧化硅粉在水中分散液，所述的硅溶胶的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.1％～5.0％。
5.根据权利要求4所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的硅溶胶的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.5％～3.5％。
6.根据权利要求5所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的聚合物为EVA聚合物乳液或EVA聚合物乳胶粉，所述的聚合物以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.1％～8.0％。
7.根据权利要求6所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的聚合物以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的0.5％～6.0％。
8.根据权利要求4所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的膨胀剂为能产生钙钒石膨胀源的材料或能产生水镁石膨胀源的材料或以石膏和铝酸盐水泥的复合料或以石膏和硫铝酸盐水泥的复合料，所述的膨胀剂的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的3.0％～15.0％。
9.根据权利要求8所述的改性水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的膨胀剂的掺量以固体计量为水泥基胶凝材料和膨胀剂的总重量的8.0％～12.0％。
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