CN108147735A - 一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑材料制备技术领域，具体涉及一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法。本发明以改性石英砂粉末作为骨料，水泥作为无机胶凝材料，偏高岭土和改性竹纤维作为补强材料，硅油和硬脂酸钙作为防水物质制备得到高抗压强度防水干粉砂浆，首先通过竹纤维与葡萄糖和酸奶共同发酵，增强竹纤维与其它填料之间的粘结性，水泥水化产生的强胶结性，增加了水泥的结构强度，使干粉砂浆的防水性得到提高，再利用偶联剂对石英砂粉末进行改性，使石英砂表面覆盖一层防水保护膜，继续添加由硅油和硬脂酸钙混合而成的防水液，涂抹在干粉砂浆的表面，形成了一层防水保护膜，从而达到防水效果，具有广泛的应用前景。

Description

一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料制备技术领域，具体涉及一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法。
背景技术
随着城市建设和各类基础设施建设步伐不断加快，对混凝土及建筑砂浆需求越来越大。干粉砂浆作为高科技绿色新型建筑材料，对提高墙体的砌筑质量起着关键作用。
干粉砂浆是指经干燥筛分处理的骨料、无机胶凝材料和添加剂等，按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状，以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可直接使用的物料。干粉砂浆具有产品质量高、稳定、性能优良、使用方便、安全环保、用途广泛、发展前景广阔等优点。被广泛应用于砌筑、抹面、修补、灌浆及粘贴饰面材料等工程中，是建筑工程中用量较大的建筑材料之一。
在过去砌体砌筑传统方面，总免不了使用传统的人工现场搅拌砂浆，不仅费时费力、占用场地、污染环境，而且由于水泥等原材料质量不稳定和施工人员的熟练程度等原因，经常出现开裂、起壳、渗漏等建筑通病，严重影响建筑质量。此外，在内外墙瓷砖粘贴、地面找平、保温材料粘结、建筑防水等方面均存在上述问题，干粉砂浆必然会代替现场拌制的传统砂浆。
目前，防水干粉砂浆已经在建筑工程中得到广泛的应用，但还存在着防水效果不佳、抗压强度一般、成本较高等缺点。对于外墙涂装而言，抹灰砂浆层往往含有多种可溶性盐类，在基材的干燥或受潮过程中，这些可溶性盐及水泥化反应的碱性产物会因水分存在时间长，在蒸发、重力、毛细管作用或水压作用下逐步向表面迁移，如果没有隔离处理，碱性或盐类物质迁移到表面后在适合的条件下会转变为结晶颗粒并附着在饰面涂层上，造成表面泛白、发花，严重影响涂层的装饰功能。
因此，研制出一种能够解决上述性能问题的干粉砂浆非常有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题︰针对目前常见干粉砂浆存在抗压强度较低和防水性较差，满足不了建筑行业的要求的缺陷，提供了一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是︰
一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为︰
（1）称取100～120g竹片放入180～200mL氢氧化钠溶液中浸泡，加热升温，得到浸泡物，再向浸泡物中加入10～12g柠檬酸，继续保温浸泡，待竹片膨化变软后，用去离子水冲洗竹片，得到细纤维束，将细纤维束放入碳酸钠中陈化，再用去离子水冲洗细纤维束，最后放入烘箱中烘干，得到自制竹纤维，将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性竹纤维；
（2）称取100～200g高岭土放入马弗炉中煅烧，自然冷却至室温，研磨出料，得到偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末和氢氧化钠溶液混合搅拌，得到改性偏高岭土粉末；
（3）称取20～30g石英砂研磨粉碎后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA混合搅拌，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量7%的橄榄油和混合物质量3%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性石英砂粉末；
（4）按重量份数计，分别称取30～40份改性石英砂粉末、20～30份普通硅酸盐水泥、16～20份改性偏高岭土粉末和20～30份去离子水混合置于搅拌机中搅拌，再添加12～16份改性竹纤维、4～6份硅油和3～5份硬脂酸钙，继续保持转速混合搅拌，研磨出料，即可制得高抗压强度防水干粉砂浆。
步骤（1）所述的氢氧化钠溶液的质量分数为20％，浸泡时间为1～2h，加热升温温度为90～100℃，继续浸泡时间为10～12min，冲洗次数为2～4次，陈化时间为20～30min，冲洗次数为3～5次，烘干温度为65～85℃，烘干时间为16～20min，自制竹纤维、葡萄糖和酸奶的质量比为2︰1︰4，发酵温度为35～45℃，发酵时间为9～11天。
步骤（2）所述的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间为1～2h，偏高岭土粉末和质量分数为15％的氢氧化钠溶液的质量比为1︰3，搅拌时间为10～12min。
步骤（3）所述的研磨粉碎时间为10～12min，收集过筛粉末，过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA的质量比为3︰1，搅拌时间为3～5min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为7～9天。
步骤（4）所述的搅拌转速为55～65r/min，搅拌时间为20～30min，继续搅拌时间为1～2h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以改性石英砂粉末作为骨料，水泥作为无机胶凝材料，偏高岭土和改性竹纤维作为补强材料，硅油和硬脂酸钙作为防水物质制备得到高抗压强度防水干粉砂浆，首先通过竹纤维与葡萄糖和酸奶共同发酵，利用酸奶中微生物将粘性的葡萄糖分解成大分子的糖类，均匀分散在竹纤维表面，使竹纤维具有粘性，增强竹纤维与其它填料之间的粘结性，有效填充在水泥内部，由于水泥水化产生的强胶结性，使竹纤维在水泥中形成一种空间网状结构，对水泥颗粒形变和位移产生约束，增加了水泥的结构强度，从而使干粉砂浆的防水性能得到提高，同时也极大地提高了纤维在水泥中的拉应力，导致纤维基干粉砂浆比普通干粉砂浆的无侧限抗压强度高，随着竹纤维掺量的增加，干粉砂浆的无侧限抗压强度呈递增趋势，在干粉砂浆出现裂缝破坏时，由于竹纤维的存在，延缓了裂缝的进一步发展，从而提高干粉砂浆的抗压强度；
（2）本发明利用高岭土在碱溶液的作用下，促使其硅氧键和铝氧键的断裂，形成一系列处于低聚状态的硅氧四面体和铝氧四面体单元，这些低聚态四面体单元随着反应的进行，逐渐脱水重新聚合，从而形成网络状硅铝氧化合物-偏高岭土，有效填充在砂浆内部孔隙中，使其结构致密，起到了较好的防水效果，再利用偶联剂对石英砂粉末进行改性，将其与植物油和厨房饭菜残渣共同发酵，利用厨房饭菜残渣中微生物将植物油分解成亲油性酯基，使石英砂表面覆盖一层防水保护膜，其中石英砂含有丰富的二氧化硅，由于二氧化硅中存在Si-O-Si键，使砂浆的表面富集硅氧链，有利于干粉砂浆的抗压强度得到提高，继续添加由硅油和硬脂酸钙混合而成的防水液，将其均匀涂抹在干粉砂浆的表面，形成了一层防水保护膜，从而达到防水效果，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
称取100～120g竹片放入180～200mL质量分数为20％的氢氧化钠溶液中浸泡1～2h，加热升温至90～100℃，得到浸泡物，再向浸泡物中加入10～12g柠檬酸，继续保温浸泡10～12min，待竹片膨化变软后，用去离子水冲洗竹片2～4次，得到细纤维束，将细纤维束放入碳酸钠中陈化20～30min，再用去离子水冲洗细纤维束3～5次，最后放入烘箱中，在温度为65～85℃下烘干16～20min，得到自制竹纤维，按质量比为2︰1︰4将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为35～45℃下密封发酵9～11天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性竹纤维；称取100～200g高岭土放入马弗炉中，在温度为700～900℃下煅烧1～2h，自然冷却至室温，研磨出料，得到偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末和质量分数为15％的氢氧化钠溶液按质量比为1︰3混合搅拌10～12min，得到改性偏高岭土粉末；称取20～30g石英砂研磨粉碎10～12min后过100目筛，收集过筛粉末，按质量比为3︰1将过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA混合搅拌3～5min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量7%的橄榄油和混合物质量3%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为35～45℃的条件下密封发酵7～9天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性石英砂粉末；按重量份数计，分别称取30～40份改性石英砂粉末、20～30份普通硅酸盐水泥、16～20份改性偏高岭土粉末和20～30份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为55～65r/min下搅拌20～30min，再添加12～16份改性竹纤维、4～6份硅油和3～5份硬脂酸钙，继续保持转速混合搅拌1～2h，研磨出料，即可制得高抗压强度防水干粉砂浆。
实例1
称取100g竹片放入180mL质量分数为20％的氢氧化钠溶液中浸泡1h，加热升温至90℃，得到浸泡物，再向浸泡物中加入10g柠檬酸，继续保温浸泡10min，待竹片膨化变软后，用去离子水冲洗竹片2次，得到细纤维束，将细纤维束放入碳酸钠中陈化20min，再用去离子水冲洗细纤维束3次，最后放入烘箱中，在温度为65℃下烘干16min，得到自制竹纤维，按质量比为2︰1︰4将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为35℃下密封发酵9天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性竹纤维；称取100g高岭土放入马弗炉中，在温度为700℃下煅烧1h，自然冷却至室温，研磨出料，得到偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末和质量分数为15％的氢氧化钠溶液按质量比为1︰3混合搅拌10min，得到改性偏高岭土粉末；称取20g石英砂研磨粉碎10min后过100目筛，收集过筛粉末，按质量比为3︰1将过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA混合搅拌3min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量7%的橄榄油和混合物质量3%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为35℃的条件下密封发酵7天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性石英砂粉末；按重量份数计，分别称取30份改性石英砂粉末、20份普通硅酸盐水泥、16份改性偏高岭土粉末和20份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为55r/min下搅拌20min，再添加12份改性竹纤维、4份硅油和3份硬脂酸钙，继续保持转速混合搅拌1h，研磨出料，即可制得高抗压强度防水干粉砂浆。
实例2
称取110g竹片放入190mL质量分数为20％的氢氧化钠溶液中浸泡1.5h，加热升温至95℃，得到浸泡物，再向浸泡物中加入11g柠檬酸，继续保温浸泡11min，待竹片膨化变软后，用去离子水冲洗竹片3次，得到细纤维束，将细纤维束放入碳酸钠中陈化25min，再用去离子水冲洗细纤维束4次，最后放入烘箱中，在温度为75℃下烘干18min，得到自制竹纤维，按质量比为2︰1︰4将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为40℃下密封发酵10天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性竹纤维；称取150g高岭土放入马弗炉中，在温度为800℃下煅烧1.5h，自然冷却至室温，研磨出料，得到偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末和质量分数为15％的氢氧化钠溶液按质量比为1︰3混合搅拌11min，得到改性偏高岭土粉末；称取25g石英砂研磨粉碎11min后过100目筛，收集过筛粉末，按质量比为3︰1将过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA混合搅拌4min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量7%的橄榄油和混合物质量3%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为40℃的条件下密封发酵8天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性石英砂粉末；按重量份数计，分别称取35份改性石英砂粉末、25份普通硅酸盐水泥、18份改性偏高岭土粉末和25份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为60r/min下搅拌25min，再添加14份改性竹纤维、5份硅油和4份硬脂酸钙，继续保持转速混合搅拌1.5h，研磨出料，即可制得高抗压强度防水干粉砂浆。
实例3
称取120g竹片放入200mL质量分数为20％的氢氧化钠溶液中浸泡2h，加热升温至100℃，得到浸泡物，再向浸泡物中加入12g柠檬酸，继续保温浸泡12min，待竹片膨化变软后，用去离子水冲洗竹片4次，得到细纤维束，将细纤维束放入碳酸钠中陈化30min，再用去离子水冲洗细纤维束5次，最后放入烘箱中，在温度为85℃下烘干20min，得到自制竹纤维，按质量比为2︰1︰4将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为45℃下密封发酵11天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性竹纤维；称取200g高岭土放入马弗炉中，在温度为900℃下煅烧2h，自然冷却至室温，研磨出料，得到偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末和质量分数为15％的氢氧化钠溶液按质量比为1︰3混合搅拌12min，得到改性偏高岭土粉末；称取30g石英砂研磨粉碎12min后过100目筛，收集过筛粉末，按质量比为3︰1将过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA混合搅拌5min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量7%的橄榄油和混合物质量3%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为45℃的条件下密封发酵9天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性石英砂粉末；按重量份数计，分别称取40份改性石英砂粉末、30份普通硅酸盐水泥、20份改性偏高岭土粉末和30份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为65r/min下搅拌30min，再添加16份改性竹纤维、6份硅油和5份硬脂酸钙，继续保持转速混合搅拌2h，研磨出料，即可制得高抗压强度防水干粉砂浆。
对比例
以广州市某公司生产的干粉砂浆作为对比例 对本发明制得的高抗压强度防水干粉砂浆和对比例中的干粉砂浆进行检测，检测结果如表1所示︰ 1、试验方法
参考《JC/T984-2011聚合物水泥防水砂浆》的Ⅰ型指标进行检测。
表1
由表1数据可知，本发明制得的高抗压强度防水干粉砂浆，抗压强度高，防水性好，明显优于对比例样品。因此，具有广阔的使用前景。

Claims (5)

1.一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为︰
（1）称取100～120g竹片放入180～200mL氢氧化钠溶液中浸泡，加热升温，得到浸泡物，再向浸泡物中加入10～12g柠檬酸，继续保温浸泡，待竹片膨化变软后，用去离子水冲洗竹片，得到细纤维束，将细纤维束放入碳酸钠中陈化，再用去离子水冲洗细纤维束，最后放入烘箱中烘干，得到自制竹纤维，将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性竹纤维；
（2）称取100～200g高岭土放入马弗炉中煅烧，自然冷却至室温，研磨出料，得到偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末和氢氧化钠溶液混合搅拌，得到改性偏高岭土粉末；
（3）称取20～30g石英砂研磨粉碎后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA混合搅拌，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量7%的橄榄油和混合物质量3%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性石英砂粉末；
（4）按重量份数计，分别称取30～40份改性石英砂粉末、20～30份普通硅酸盐水泥、16～20份改性偏高岭土粉末和20～30份去离子水混合置于搅拌机中搅拌，再添加12～16份改性竹纤维、4～6份硅油和3～5份硬脂酸钙，继续保持转速混合搅拌，研磨出料，即可制得高抗压强度防水干粉砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的氢氧化钠溶液的质量分数为20％，浸泡时间为1～2h，加热升温温度为90～100℃，继续浸泡时间为10～12min，冲洗次数为2～4次，陈化时间为20～30min，冲洗次数为3～5次，烘干温度为65～85℃，烘干时间为16～20min，自制竹纤维、葡萄糖和酸奶的质量比为2︰1︰4，发酵温度为35～45℃，发酵时间为9～11天。
3.根据权利要求1所述的一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间为1～2h，偏高岭土粉末和质量分数为15％的氢氧化钠溶液的质量比为1︰3，搅拌时间为10～12min。
4.根据权利要求1所述的一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的研磨粉碎时间为10～12min，收集过筛粉末，过筛粉末和铝酸酯偶联剂ASA的质量比为3︰1，搅拌时间为3～5min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为7～9天。
5.根据权利要求1所述的一种高抗压强度防水干粉砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的搅拌转速为55～65r/min，搅拌时间为20～30min，继续搅拌时间为1～2h。
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