CN108249870A - 一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆及其制备方法，自流平砂浆按照质量百分比包括以下组分：29%～35%的硅酸盐水泥、8.5%～10.5%的铝酸盐水泥、38%～42%的钢渣砂、10.5%～12.7%的粉煤灰、5.0～7.0%的玻璃钢粉、0.5～0.7%的复合缓凝剂、0.25%～0.33%的减水剂、0.015%～0.020%的保水剂、0.020%～0.025%的消泡剂。所述的组份混合均匀后，先后经低速搅拌和高速搅拌得到所需的自流平砂浆。本发明所述的自流平砂浆具有流平性能好，抗裂性能好，耐磨性能高，后期强度高、表面不易粉化等特点，同时大幅降低生产成本，综合利用工业废渣，符合环保型和实用性。

Description

一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆及其制备方法
技术领域
本发明属于自流平砂浆技术领域，具体涉及一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆及其制备方法。
背景技术
地面用水泥基自流平砂浆(Cementitious self-leveling floor mortar)是由水泥基胶凝材料、细骨料、填料及添加剂等组成，与水(或乳液)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。水泥基自流平砂浆具有流平性能好、早期强度高、耐磨性好、易于铺设、施工简便、施工速度快、工期短、流平层厚度薄、承载和装饰双重功能等优点，广泛应用于新建或改建工业厂房、车间、商业卖场、展厅、体育馆、医院、仓储、地下室、泊车场等各种开放空间及办公室的地面工程，水泥基自流平砂浆表面细腻，呈灰色，有朴实自然的装饰效果，但是作为地面面层材料，其抗裂性和耐磨性就显得尤为重要。
玻璃钢以其轻质、高强和耐腐蚀等许多优异的特点成为我国国民经济各部门不可缺少的重要材料，已广泛用于航空航天、建筑、汽车、化工、电器、环境等领域，由于玻璃钢目前主要采用不饱和聚酯、环氧、酚醛等热固性树脂和玻璃纤维等增强材料复合而成，因而玻璃钢制品在达到服役期后，不像热塑性塑料那样可以重新熔化使用，它不易降解、分化和回收。目前玻璃钢废弃物处理的办法主要有三种，掩埋法、焚烧法及重新利用法，其中掩埋法和焚烧法都将土壤和大气造成二次污染，而重新利用法是最为环保的处理方式。本专利是将废弃玻璃钢经过切割、粉碎和研磨处理后，以废弃玻璃钢中的玻璃纤维和热固性树脂分别作为水泥基自流平砂浆的纤维增强材料和填料加以重新利用，来提高水泥基自流平砂浆的抗裂性能和耐磨性能，为水泥基自流平砂浆的制备和废弃玻璃钢的环保利用开辟了新的途径。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆的制备方法，该砂浆具有流平性能好，抗裂性能好，耐磨性能高，后期强度高、表面不易粉化、价格低等特点，为地面用水泥基自流平砂浆制备及工业废渣的资源化、综合化利用开辟了新的途径；本发明还公开了一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆的制备方法。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，按照质量百分比包括以下组分：29％～35％的硅酸盐水泥、8.5％～10.5％的铝酸盐水泥、38％～42％的钢渣砂、10.5％～12.7％的粉煤灰、5.0～7.0％的玻璃钢粉、0.5～0.7％的复合缓凝剂、0.25％～0.33％的减水剂、0.015％～0.020％的保水剂、0.020％～0.025％的消泡剂。
作为本发明的进一步改进，所述的玻璃钢粉粒径为0.045mm筛余1.0～3.0％，密度为2.0～2.1g/cm3。
作为本发明的进一步改进，所述的钢渣砂的粒径为0.16～0.63mm。
作为本发明的进一步改进，所述的复合缓凝剂由柠檬酸和酒石酸组成，其质量比例为1:2～4:5。
根据以上所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按比例称取硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、钢渣砂、玻璃钢粉、粉煤灰、复合缓凝剂、减水剂、保水剂，混合均匀；
2)加入自来水低速搅拌后，加入消泡剂后再高速搅拌，即得到所述自流平砂。
作为本发明的进一步改进，步骤2)中的低速搅拌过程中，搅拌器的公转速度为57-67r/min，叶片的自转速度为140～150r/min，搅拌的时间为60～90s。
作为本发明的进一步改进，步骤2)中所述的高速搅拌为分阶段搅拌，第一阶段的搅拌时间为50～70s，第二阶段的搅拌时间为15～20s，两个阶段的间隔时间为5～7min。
作为本发明的进一步改进，所述的搅拌器的公转速度为115～135r/min，叶片的自转速度为275～295r/min。
有益效果：与现有技术相比，本发明的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，充分利用工业废弃物的各种特性，如：钢渣的耐磨性、废玻璃钢中玻璃纤维的抗拉性、粉煤灰的火山灰活性及和易性等，制备的砂浆具有流平性能好、抗裂性能好、耐磨性能高，后期强度高、表面不易粉化等特点，同时，该方中通过大量使用工业废渣，不仅大幅度的降低产品生产成本，而且为工业废渣的综合化利用和处理开辟了新的途径，具备很好的实用性和环保性。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
如表1所示，一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥29％～35％、铝酸盐水泥8.5％～10.5％、钢渣砂38％～42％、粉煤灰10.5％～12.7％、玻璃钢粉5.0～7.0％、复合缓凝剂0.5～0.7％、减水剂0.25％～0.33％、保水剂0.015％～0.020％、消泡剂0.020％～0.025％。
本发明实施例所用的原料如下：
硅酸盐水泥：型号为P·O42.5R；
铝酸盐水泥：型号为CA-50。
钢渣砂：来源于经过磁选并陈化三年以上钢厂废渣，粒径为0.16～0.63mm；体积安定性，经压蒸试验无膨胀；与标准石英砂相比其相对易磨系数为0.60～70。
天然石英砂：粒径为0.16～0.63mm。
粉煤灰：为市售的Ⅱ级灰或Ⅰ级灰。
玻璃钢粉：将废弃玻璃钢经过切割、粉碎和研磨后所得的颗粒物质，其粒径为0.045mm筛余1.0～3.0％，密度为2.0～2.1g/cm3。
重钙粉：粒径为0.045mm筛余1.0～3.0％；密度2.6～2.9g/cm3。
复合缓凝剂：由柠檬酸和酒石酸组成，其质量比例为1:2～4:5。
保水剂：为羟丙基甲基纤维素，型号为TE-E150000型(厂家：无锡三友化工有限公司)。
减水剂：为聚羧酸高性能减水剂，型号为PCA-300T型(厂家：江苏苏博特新材料有限公司)。
消泡剂：为SBT-BB34型(厂家：江苏苏博特新材料有限公司)。
将以上所述的原料按照以下实施例1-5按质量百分比进行配制。
实施例1：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥35％、铝酸盐水泥8.5％、钢渣砂38％、粉煤灰10.5％、玻璃钢粉7.0％、复合缓凝剂0.7％、减水剂0.33％、保水剂0.020％、消泡剂0.025％。
实施例2：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥33.5％、铝酸盐水泥9％、钢渣砂39％、粉煤灰11.1％、玻璃钢粉6.5％、复合缓凝剂0.65％、减水剂0.31％、保水剂0.019％、消泡剂0.024％。
实施例3：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥32％、铝酸盐水泥9.5％、钢渣砂40％、粉煤灰11.6％、玻璃钢粉6.0％、复合缓凝剂0.6％、减水剂0.29％、保水剂0.017％、消泡剂0.023％。
实施例4：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥30.5％、铝酸盐水泥10％、钢渣砂41％、粉煤灰12.2％、玻璃钢粉5.5％、复合缓凝剂0.55％、减水剂0.27％、保水剂0.016％、消泡剂0.021％。
实施例5：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥29％、铝酸盐水泥10.5％、钢渣砂42％、粉煤灰12.7％、玻璃钢粉5.0％、复合缓凝剂0.5％、减水剂0.25％、保水剂0.015％、消泡剂0.020％。
为了进一步说明实施例的效果，采用对比例1、对比例2和对比例3与实施例进行了比较，其中对比例1中采用与实施例2相同的配比，但其集料由普通石英砂代替钢渣砂；对比例2中采用与实施例4相同的配比，其玻璃钢粉由重钙粉代替；对比例3中采用与实施例3相同的配比，其中粉煤灰的量由硅酸盐水泥和铝酸盐水泥按比例等量替代。
对比例1：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥33.5％、铝酸盐水泥9％、天然石英砂39％、粉煤灰11.1％、玻璃钢粉6.5％、复合缓凝剂0.65％、减水剂0.31％、保水剂0.019％、消泡剂0.024％。
对比例2：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥30.5％、铝酸盐水泥10％、钢渣砂41％、粉煤灰12.2％、重钙粉5.5％、复合缓凝剂0.55％、减水剂0.27％、保水剂0.016％、消泡剂0.021％。
对比例3：
一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，包括质量百分比的以下组分：硅酸盐水泥40.9％、铝酸盐水泥12.2％、钢渣砂40％、玻璃钢粉6.0％、复合缓凝剂0.60％、减水剂0.29％、保水剂0.017％、消泡剂0.023％。
以上实施例1-5和对比例1-3中的原料的质量百分比的变化如表1(以下表格中其中实施例用“A”代替，对比例用“B”代替)所示：
表1
实施例1-5和对比例1-3按照以下步骤制备自流平砂浆：
1)将硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、钢渣砂、玻璃钢粉、粉煤灰、复合缓凝剂、减水剂、保水剂等均匀混合，得到粉料混合物2kg。
2)按与2kg粉料混合物相对应的比例量取自来水或洁净的河水、倒入搅拌器，低速拌和1min，停止搅拌后，在30s内用刮刀将搅拌叶和料锅壁上的不均匀拌和物刮下，加入消泡剂，再高速搅拌1min，静停5min，再继续高速搅拌15s，立即测定砂浆的流动度，使砂浆的初始流动度和20min流动度≥130mm，如流动度达不到要求，应按上述配比重新称取2kg粉料混合物并混合，调整加水量，直至拌和好的砂浆初始流动度和20min流动度符合要求为止，即得到所需制备的自平流砂浆。其中所述的低速拌和是搅拌叶片的自转速度为145±5r/min，公转速度为62±5r/min；高速搅拌是搅拌叶片的自转速度为285±10r/min，公转速度为125±10r/min。
以上5个实施例及3个对比例制备的地面用水泥基自流平砂浆性能测试结果见表2。
表2
从表2中所显示的测试结果可知：实施例1-5中采用本发明制备的地面用水泥基自流平砂浆各项性能均能达到《JC/T 985-2005地面用水泥基自流平砂浆》规定的技术指标要求，其中，砂浆28天的抗压强度达到C40等级要求，砂浆28天的抗折强度达到F7等级要求，耐磨性只有0.17～0.26g，远低于标准中规定≤0.50g的要求。
由实施例2与对比例1可知：实施例2制备的自流平砂浆的耐磨性为0.18g，而对比例1制备的砂浆耐磨性为0.39g，说明用钢渣砂作集料制备的水泥基自流平砂浆的耐磨性能明显高于用普通石英砂作集料制备的水泥基自流平砂浆，同时用钢渣砂作集料制备的水泥基自流平砂浆各龄期的抗折、抗压强度也稍高于用普通石英砂作集料制备的水泥基自流平砂浆，这一方面说明钢渣砂的耐磨性能优与普通石英砂，另一方面说明钢渣砂颗粒表面与水泥浆体的结合力要优于普通石英砂。
由实施例4和对比例2比较可知：实施例4制备的自流平砂浆其24h、28d及3个月抗折强度分别3.2MPa、7.8MPa和9.3MPa，其尺寸变化率为－0.09％，其砂浆表面3个月无裂纹，而对比例2制备的自流平砂浆其24h、28d及3个月抗折强度分别3.0MPa、7.0MPa和8.6MPa，其尺寸变化率为－0.12％，其砂浆表面3个月有微裂纹，说明掺加玻璃钢粉制备的自流平砂浆较掺重钙粉制备的自流平砂浆具有较好的抗折性能和抗裂性能。
由实施例3和对比例3比较可知：实施例3制备的自流平砂浆其3个月抗折、抗压强度分别为9.4MPa和61.4MPa，其尺寸变化率为－0.07％，其砂浆表面3个月无裂纹，而对比例3制备的自流平砂浆其3个月抗折、抗压强度分别为8.5MPa和58.3MPa，其尺寸变化率为－0.11％，其砂浆表面3个月有微裂纹，说明用粉煤灰代替部分水泥制备自流平砂浆不仅能提高自流平砂浆的后期强度，而且能改善其抗裂性能，并降低其生产成本。

Claims (8)

1.一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，其特征在于，按照质量百分比包括以下组分：29％～35％的硅酸盐水泥、8.5％～10.5％的铝酸盐水泥、38％～42％的钢渣砂、10.5％～12.7％的粉煤灰、5.0～7.0％的玻璃钢粉、0.5～0.7％的复合缓凝剂、0.25％～0.33％的减水剂、0.015％～0.020％的保水剂、0.020％～0.025％的消泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的玻璃钢粉粒径为0.045mm筛余1.0～3.0％，密度为2.0～2.1g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的钢渣砂的粒径为0.16～0.63mm。
4.根据权利要求1所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的复合缓凝剂由柠檬酸和酒石酸组成，其质量比例为1:2～4:5。
5.权利要求1-4中任一项所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按比例称取硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、钢渣砂、玻璃钢粉、粉煤灰、复合缓凝剂、减水剂、保水剂，混合均匀；
2)加入自来水低速搅拌后，加入消泡剂后再高速搅拌，即得到所述自流平砂。
6.根据权利要求5所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆的制备方法，其特征在于：步骤2)中的低速搅拌过程中，搅拌器的公转速度为57-67r/min，叶片的自转速度为140～150r/min，搅拌的时间为60～90s。
7.根据权利要求5所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的高速搅拌为分阶段搅拌，第一阶段的搅拌时间为50～70s，第二阶段的搅拌时间为15～20s，两个阶段的间隔时间为5～7min。
8.根据权利要求7所述的一种抗裂耐磨地面用水泥基自流平砂浆的制备方法，其特征在于：所述的搅拌器的公转速度为115～135r/min，叶片的自转速度为275～295r/min。
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