CN108751825A

CN108751825A - 聚合物改性水泥砂浆及其制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN108751825A
Application number: CN201810955050.3A
Authority: CN
Inventors: 张海宾; 焦伟
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2018-11-06

Abstract

本发明提供一种聚合物改性水泥砂浆及其制备方法和使用方法，所述聚合物改性水泥砂浆包括如下重量份数的组分：水泥1份、硅灰0.1份、砂子1.5份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.05份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.09份。聚合物和水泥石都形成网状结构，相互交错，使砂浆粘结性能得到增强。本申请提供的聚合物改性水泥砂浆各组分协调配合，力学性能改善、脆性降低、不离析泌水、耐久性提高、粘结性能提高，配料简单，施工方便。

Description

聚合物改性水泥砂浆及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种水泥砂浆，具体涉及一种聚合物改性水泥砂浆及其制备方法和使用方法。

背景技术

近年来，国家密集出台了一系列推进装配式建筑的政策，各省地市也出台了相应的配套政策。发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。近年来，我国积极探索发展装配式建筑，但建造方式大多仍以现场浇筑为主，装配式建筑比例和规模化程度较低，与发展绿色建筑的有关要求以及先进建造方式相比还有很大差距。

装配式建筑由于连接接缝难于处理，推广受到局限。一般的连接、嵌缝方法是采用普通砂浆作为连接、嵌缝材料，但现有的普通砂浆存在以下缺点：

(1)传统砌筑砂桨的强度偏低，普通建筑砂浆的强度一般为10MPa，而结构混凝土的强度一般为30MPa以上，这就存在一个强度匹配的问题。

(2)传统砂桨的粘结抗拉强度小，这是问题的关键所在。要控制连接接缝的质量，不宜采用传统砂浆连接，而急需一种粘结抗拉强度高的砂浆。

(3)传统砂桨的收缩较大，传统的砂浆为了满足工作性的要求，多采用混合砂浆，混合砂浆的收缩要显著大于水泥砂浆，且石灰膏掺量越大，收缩就越大。

(4)传统砂浆的折压比小，预制件连接处并不是单纯的轴心受压状态，而是一种压、弯、剪的复合受力状态。所以在保证连接处砂浆抗压强度达到要求的同时，需要增加砂浆的抗弯、抗剪能力，即在保证一定抗压强度的前提下，提高砂浆的折压比系数。

(5)传统砂桨的离析泌水现象严重，传统的砂浆几乎都会出现离析泌水现象，导致砂浆的工作性能差，收缩大，耐久性差，强度低。

因此，如何解决装配式建筑连接复杂问题，同时解决现有嵌缝、连接材料质量问题，从而提高施工速度，提高装配式建筑的整体性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种聚合物改性水泥砂浆及其制备方法和使用方法，以解决背景技术中装配式建筑连接复杂、连接质量难以控制的问题，并满足装配式建筑整体性的要求，从而提升工程质量，提高施工速度。

本发明是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种聚合物改性水泥砂浆，包括如下重量份数的组分：

水泥1份、硅灰0.08-0.12份、砂子1.4-1.7份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.04-0.06份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.08-0.1份。

优选的，所述聚合物改性水泥砂浆包括如下重量份数的组分：

水泥1份、硅灰0.1份、砂子1.5份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.05份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.09份。

所述硅灰能提高砂浆的触变性，改善新拌砂浆的施工性能。

所述高效减水剂可减少砂浆的拌合用水量，增加砂浆的流动性，有利于砂浆的浇筑。

所述稳定剂可杜绝砂浆的离析泌水现象，从而减小砂浆收缩，提高砂浆耐久性，提高砂浆强度，改善砂浆的施工性能。

所述膨胀剂可以提高砂浆3d以后龄期的强度，减少砂浆的干缩，提高砂浆的耐久性。

所述纤维可以改善砂浆的韧性，并且抗折和抗压强度都有所提高。

所述聚合物胶粉使砂浆的折压比呈升高的趋势，使改性砂浆的脆性降低，柔性增加，变形能力增大。并且，聚合物和水泥石都形成网状结构，相互交错，使砂浆粘结性能得到增强。

优选的，所述高效减水剂为：聚羧酸系高效减水剂粉剂，减水率25％，可大幅降低砂浆用水量，提高砂浆强度和耐久性，且选用粉剂方便制备干粉砂浆。

优选的，所述稳定剂为：高分子络合物和含钙离子的早强成分的混合物。

优选的，所述稳定剂中，高分子络合物和含钙离子的早强成分的重量比为1.5-2:1。

优选的，所述高分子络合物主要为水溶性树脂，所述含钙离子的早强成分主要是碳酸钙。

优选的，所述膨胀剂为硫酸铝钾，具有早强和微膨胀作用。

优选的，所述纤维为：聚丙烯纤维或木质纤维。

优选的，所述聚合物胶粉为：大连产可再分散性胶粉VAE即乙烯—乙酸乙烯共聚物、可再分散性胶粉SB即丁苯共聚物、可再分散性胶粉PAE即乙烯酸酯。

第二方面，本发明提供一种聚合物改性水泥砂浆的制备方法，用于制备上述聚合物改性水泥砂浆，所述方法包括如下步骤：

(1)按照水泥1份、硅灰0.1份、砂子1.5份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.05份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.09份的比例，将各组分称量好，以保证干粉砂浆的准确配比。

(2)将称量好的各组分依次投入搅拌机中，投料顺序为砂子、水泥、膨胀剂、硅灰、聚合物胶粉、稳定剂、高效减水剂、纤维，这种投料顺序更有利于获得均匀稳定的干粉砂浆，然后搅拌30-45分钟，确保干粉砂浆的均匀性。

(3)以每袋50Kg的规格将干粉砂浆装入密封袋密封好，防止干粉砂浆受潮变质。

第三方面，本发明提供一种聚合物改性水泥砂浆的使用方法，使用时向所述聚合物改性水泥砂浆中加入干粉砂浆重量12％的水搅拌，省去现场配料的步骤，操作方便，质量可控，施工工艺简单，流动性好、和易性佳、强度高、耐久性好，是优良的嵌缝、灌浆材料，可广泛应用于各种常规建筑和装配式建筑。

本发明实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：

本发明提供一种聚合物改性水泥砂浆及其制备方法和使用方法，所述聚合物改性水泥砂浆包括如下重量份数的组分：水泥1份、硅灰0.1份、砂子1.5份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.05份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.09份。其中，硅灰能提高砂浆的触变性，改善新拌砂浆的施工性能；高效减水剂可减少砂浆的拌合用水量，增加砂浆的流动性，有利于砂浆的浇筑；稳定剂可杜绝砂浆的离析泌水现象，从而减小砂浆收缩，提高砂浆耐久性，提高砂浆强度，改善砂浆的施工性能；膨胀剂可以提高砂浆3d以后龄期的强度，减少砂浆的干缩，提高砂浆的耐久性；纤维可以改善砂浆的韧性，并且抗折和抗压强度都有所提高；聚合物胶粉使砂浆的折压比呈升高的趋势，使改性砂浆的脆性降低，柔性增加，变形能力增大。且聚合物和水泥石都形成网状结构，相互交错，使砂浆粘结性能得到增强。本申请提供的聚合物改性水泥砂浆各组分协调配合，力学性能改善、脆性降低、不离析泌水、耐久性提高、粘结性能提高，配料简单，施工方便。

具体实施方式

正如背景技术中所介绍，推进装配式建筑有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。而装配式建筑的推进势必要对连接接缝进行处理，而采用现有的普通砂浆作为连接、嵌缝材料无法满足要求，基于此，本发明研发了一种聚合物改性水泥砂浆及其制备方法和使用方法。

本发明提供的聚合物改性水泥砂浆，包括如下重量份数的组分：

进一步，所述聚合物改性水泥砂浆包括如下重量份数的组分：

上述聚合物改性水泥砂浆中，高效减水剂可减少砂浆的拌合用水量，增加砂浆的流动性，有利于砂浆的浇筑。

稳定剂属于高分子络合物和含钙离子的早强成分的混合物，高分子络合物和含钙离子的早强成分的重量比为1.5-2:1；所述高分子络合物主要为水溶性树脂，所述含钙离子的早强成分主要是碳酸钙。稳定剂的掺量合适时，能够百分百杜绝砂浆的离析泌水现象，从而减小砂浆收缩，提高砂浆耐久性，提高砂浆强度，改善砂浆的施工性能。本发明为了确定稳定剂的掺量，测试了不同稳定剂掺量时砂浆的泌水率，试验结果如下表1所示：

表1：不同稳定剂掺量对泌水率的影响

稳定剂掺量(份)	0.0025	0.005	0.0075	0.01	0.015	0.02
							泌水率	15％	12％	9％	7％	4％	0.1％

本发明还测试了粘结强度随聚合物掺量的变化，实验结果如下表2所示：

表2：不同聚合物掺量对粘结强度的影响

聚合物掺量	0	0.01	0.02	0.04	0.06	0.08	0.10
								粘结强度(MPa)	0.41	0.49	0.57	0.65	0.69	1.15	1.34

本发明首先采用单掺法确定聚合物胶粉的最佳掺量为0.08，纤维的最佳掺量为0.002，膨胀剂的最佳掺量为0.04，稳定剂的最佳掺量为0.02。考虑到本砂浆对工作性、耐久性、强度、粘结等的要求非常严格，因为不确定各添加剂相互之间的适应性，我们将聚合物胶粉、纤维、膨胀剂、稳定剂的各自掺量定为四个变量，让以上四个量上下浮动，定出三水平，制作三水平四因素正交表，确定最佳复掺组合，即研制出性能最佳的砂浆。正交试验设计方法是试验设计中广泛应用的方法。正交试验设计法是利用正交表来安排多因子试验，利用统计学原理来进行数据分析的一种数学方法，根据“均衡分散性”和“整体可比性”这两条正交性原理，从大量的试验点中挑出适量的具有代表性的试验点，并进行综合分析得出最佳试验条件的方法。正交试验因素水平表如下：

表3：正交试验因素水平表

正交表如下：

表4：正交表

通过对比各组试验的流动度、泌水率、抗折强度、抗压强度、粘结抗拉强度、抗渗性、抗冻性、膨胀率，最终确定最优配比为，水泥、硅灰、砂子、高效减水剂、稳定剂、膨胀剂、纤维、聚合物胶粉，按照重量比1：0.1：1.5：0.011：0.02：0.05：0.002：0.09的比例配成干粉砂浆。使用时，在工地加入干粉砂浆重量12％的水搅拌，省去现场配料的步骤，操作方便，质量可控，施工工艺简单，流动性好、和易性佳、强度高、耐久性好，是优良的嵌缝、灌浆材料，可广泛应用于各种常规建筑和装配式建筑。

本发明还提供了上述聚合物改性水泥砂浆的制备方法以及使用方法，其制备方法为：

(2)将称量好的各组分依次投入搅拌机中，投料顺序为：砂子、水泥、膨胀剂、硅灰、聚合物胶粉、稳定剂、高效减水剂、纤维，然后搅拌30-45分钟，确保干粉砂浆的均匀性。

(3)已每袋50Kg的规格将干粉砂浆装入密封袋密封好，防止干粉砂浆受潮变质。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

下述实施例中使用的原材料均可通过正常的商业手段获得。

实施例1

本实施例提供一种聚合物改性水泥砂浆及其制备方法，提供的聚合物改性水泥砂浆由以下重量份数的组分组成：

水泥1份、硅灰0.08份、砂子1.4份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.04份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.08份。

其中，高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂粉剂；稳定剂为高分子络合物和含钙离子的早强成分的混合物，高分子络合物为水溶性树脂，含钙离子的早强成分为碳酸钙，两者以1.5:1的重量比混合；膨胀剂为硫酸铝钾；纤维为聚丙烯纤维；聚合物胶粉为乙烯—乙酸乙烯共聚物。

其制备方法为：

(1)按照水泥1份、硅灰0.08份、砂子1.4份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.04份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.08份的比例，将各组分称量好，以保证干粉砂浆的准确配比。

(2)将称量好的各组分依次投入搅拌机中，投料顺序为：砂子、水泥、膨胀剂、硅灰、聚合物胶粉、稳定剂、高效减水剂、纤维，然后搅拌30分钟，确保干粉砂浆的均匀性。

实施例2

水泥1份、硅灰0.12份、砂子1.7份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.06份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.1份。

其中，高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂粉剂；稳定剂为高分子络合物和含钙离子的早强成分的混合物，高分子络合物为水溶性树脂，含钙离子的早强成分为碳酸钙，两者以2:1的重量比混合；膨胀剂为硫酸铝钾；纤维为木质纤维；聚合物胶粉为乙烯酸酯。

其制备方法为：

(1)按照水泥1份、硅灰0.12份、砂子1.7份、高效减水剂0.011份、稳定剂0.02份、膨胀剂0.06份、纤维0.002份、聚合物胶粉0.1份的比例，将各组分称量好，以保证干粉砂浆的准确配比。

(2)将称量好的各组分依次投入搅拌机中，投料顺序为：砂子、水泥、膨胀剂、硅灰、聚合物胶粉、稳定剂、高效减水剂、纤维，然后搅拌45分钟，确保干粉砂浆的均匀性。

实施例3

其中，高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂粉剂；稳定剂为高分子络合物和含钙离子的早强成分的混合物，高分子络合物为水溶性树脂，含钙离子的早强成分为碳酸钙，两者以1.8:1的重量比混合；膨胀剂为硫酸铝钾；纤维为木质纤维；聚合物胶粉为丁苯共聚物。

其制备方法为：

采用与上述实施例1至实施例3相同的方法制备了对比例的产品，实施例和对比例的成分对比如下5所示：

表5：各实施例成分含量

成分	水泥	硅灰	砂子	高效减水剂	稳定剂	膨胀剂	纤维	聚合物胶粉
									实施例1	1	0.08	1.4	0.011	0.02	0.04	0.002	0.08
实施例2	1	0.12	1.7	0.011	0.02	0.06	0.002	0.1
									实施例3	1	0.1	1.5	0.011	0.02	0.05	0.002	0.09
对比例1	1.08	0	1.4	0.011	0.02	0.04	0.002	0.08
									对比例2	1.06	0.12	1.7	0.011	0.02	0	0.002	0.1
对比例3	1.02	0.1	1.5	0.011	0	0.05	0.002	0.09
									对比例4	1.09	0.1	1.5	0.011	0.02	0.05	0.002	0
对比例5	1.011	0.1	1.5	0	0.02	0.05	0.002	0.09
									对比例6	1.002	0.1	1.5	0.011	0.02	0.05	0	0.09

上表5中，对比例1采用的高效减水剂、稳定剂、膨胀剂、纤维和聚合物胶粉的具体物质与实施例1相同；对比例2采用的各个成分具体物质与实施例2相同，对比例3至对比例6采用的各个成分的具体物质与实施例3相同。

将上述实施例及对比例得到的产品进行性能测试，结果如下表6所示：

表6：性能测试结果

上表6中，对比例7是市面上购买的普通嵌缝砂浆。由上表6可知，本发明实施例提供的聚合物改性水泥砂浆各方面性能明显由于市面上现有的嵌缝砂浆，且只有采用本发明实施例提供的成分和配比才能得到性能优良的聚合物改性水泥砂浆，任何一种成分的更改或配比的更改都无法达到本发明的效果。

将上述实施例及对比例的产品应用于装配式建筑中，120天后对装配式建筑的接缝处进行测试，结果如下表7所示：

表7：接缝处测试结果

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims

1.一种聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

3.根据权利要求2所述的聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，所述高效减水剂为：聚羧酸系高效减水剂粉剂，减水率25％。

4.根据权利要求2所述的聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，所述稳定剂为：高分子络合物和含钙离子的早强成分的混合物。

5.根据权利要求4所述的聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，所述稳定剂中，高分子络合物和含钙离子的早强成分的重量比为1.5-2:1。

6.根据权利要求2所述的聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，所述膨胀剂为硫酸铝钾。

7.根据权利要求2所述的聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，所述纤维为：聚丙烯纤维或木质纤维。

8.根据权利要求2所述的聚合物改性水泥砂浆，其特征在于，所述聚合物胶粉为：乙烯—乙酸乙烯共聚物、丁苯共聚物或乙烯酸酯。

9.一种聚合物改性水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

将备好的原料按照比例依次投入搅拌机中，投料顺序为砂子、水泥、膨胀剂、硅灰、聚合物胶粉、稳定剂、高效减水剂、纤维，然后搅拌30-45分钟，得到聚合物改性水泥砂浆。

10.一种聚合物改性水泥砂浆的使用方法，其特征在于，向所述聚合物改性水泥砂浆中加入干粉砂浆重量12％的水搅拌使用。