CN109320153A - 耐高温水硬胶材以及其制成的砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温水硬胶材，所述耐高温水硬胶材矿物组成包括硅酸三钙,硅酸二钙，无定型二氧化硅粉，其中硅酸三钙的重量含量为25％‑50％，硅酸二钙的重量含量为25％‑40％，无定型二氧化硅粉25％‑50％，钙/硅比小于2。本发明还公开了一种使用耐高温水硬胶材制成的砂浆，它是由下列重量配比的原料均匀混合得到，包括：耐高温水硬胶材350‑650份，砂200‑500份，活性矿物掺和料50‑200份，耐火填料100‑200份，分散剂0.5‑5份。由此配制成的砂浆具有优异的耐高温性能，可用于接触高温的建筑部位的施工。
Description
技术领域
本发明涉及建材领域，尤其涉及一种耐高温水硬胶材，以及使用耐高温水硬胶材制成的砂浆。
背景技术
目前水硬性胶凝材料的主要代表为硅酸盐水泥，水泥的主要熟料矿物为硅酸三钙,硅酸二钙,C3A,C4AF和石膏，水泥的水化产物主要为钙矾石，水化硅酸钙凝胶。以水泥为主要胶凝材料的建筑材料通常不能承受高温，这是因为钙矾石为主的水化产物在70度时便发生分解反应，造成了对硬化浆体体系的破坏，使建筑材料的强度降低。因此基于耐高温水硬胶材的耐高温建筑材料的技术还亟待解决。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种耐高温水硬胶材制成的砂浆。
为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案为：一种耐高温水硬胶材，其特征在于：所述耐高温水硬胶材矿物组成包括硅酸三钙,硅酸二钙，无定型二氧化硅粉，其中硅酸三钙的重量含量为25％-50％，硅酸二钙的重量含量为25％-40％，无定型二氧化硅粉25％-50％，钙/硅比小于2。
本发明采用的另一种技术方案为：一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于，它是由下列重量配比的原料均匀混合得到，包括：
耐高温水硬胶材350-650份，
砂200-500份，
活性矿物掺和料50-200份，
耐火填料100-200份，
分散剂0.5-5份。
所述耐高温水硬胶材矿物组成包括硅酸三钙,硅酸二钙，无定型二氧化硅粉，其中硅酸三钙的重量含量为25％-50％，硅酸二钙的重量含量为25％-40％，无定型二氧化硅粉25％-50％，钙/硅比小于2。
本发明一个较佳实施例中，所述活性矿物掺和料为矿粉，偏高岭土中的一种或几种。
本发明一个较佳实施例中，所述砂为石英砂。
本发明一个较佳实施例中，所述砂的目数为10目-140目。
本发明一个较佳实施例中，所述耐火填料为白云石粉，滑石粉，氢氧化铝粉中的一种或几种。
本发明一个较佳实施例中，所述分散剂至少包括减水剂和缓凝剂。
本发明一个较佳实施例中，所述减水剂为聚羧酸高性能粉末减水剂。
本发明一个较佳实施例中，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
本发明一个较佳实施例中，所述硅酸三钙和硅酸二钙均由固相反应生成。
本发明一个较佳实施例中，还包括增强剂0.5-5份。
本发明一个较佳实施例中，所述增强剂为甲酸钙，硫氰酸钠中的一种或几种。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)利用了固相反应合成的硅酸三钙和硅酸二钙和活性二氧化硅粉组成的耐高温水硬胶材，由于无铝酸三钙相的存在因此也不需要加上石膏作为缓凝剂，简化了耐高温水硬胶材的组成。
(2)低钙硅比C-S-H具有较高的稳定性,在400℃煅烧后存在低角度d值,C-S-H的结构未发生较大变化；在650℃煅烧后C-S-H的低角度d值消失但只有少量分解；在900℃煅烧后,有硅酸钙生成，在耐高温水硬胶材中控制钙硅比小于2，并且引入无定型二氧化硅粉，和活性矿物掺和料消耗生成的氢氧化钙，降低了水化硅酸钙凝胶中的钙硅比，获得低钙硅比的水化硅酸钙凝胶，保证了其高温的稳定性。
(3)耐高温水硬胶材体系中去除了铝酸三钙，因此水化产物中不存在钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙，而钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙很容易在140度以下脱水分解，降低了其对体系耐高温的不稳定的影响。
(4)耐高温水硬胶材制成的砂浆体系中通过添加活性矿物掺和料消耗了体系中的氢氧化钙，避免了在耐高温状态氢氧化钙的亚稳相，同时也降低了该耐高温水硬胶材碳化的可能。
(5)通过分散剂的加入，分散剂包括减水剂和缓凝剂，合理利用减水剂的减水分散作用系统缓凝剂的缓凝作用保证耐高温水硬胶材制成的砂浆的工作性能。
(6)耐高温水硬胶材制成的砂浆体系中加入了耐火填料一方面在高温时能够保证结构的稳定性，同时还能作为集料使硬化浆体更加密实。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于，它是由下列重量配比的原料均匀混合得到，包括：
耐高温水硬胶材400份
石英砂350份
矿粉100份
白云石粉150份
聚羧酸高性能减水剂1份
葡萄糖酸钠0.5份
其中耐高温水硬胶材中，硅酸三钙含量40％，硅酸二钙含量10％，无定型二氧化硅含量50％，石英砂为20-100目。
实施例2
一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于，它是由下列重量配比的原料均匀混合得到，包括：
耐高温水硬胶材400份
石英砂350份
偏高岭土100份
白云石粉150份
聚羧酸高性能减水剂1份
葡萄糖酸钠0.5份
其中耐高温水硬胶材中，硅酸三钙含量40％，硅酸二钙含量10％，无定型二氧化硅含量50％，石英砂为20-100目。
实施例3
耐高温水硬胶材400份
石英砂350份
矿粉100份
滑石粉150份
聚羧酸高性能减水剂1份
葡萄糖酸钠0.5份
其中耐高温水硬胶材中，硅酸三钙含量40％，硅酸二钙含量10％，无定型二氧化硅含量50％，石英砂为20-100目。
实施例4
耐高温水硬胶材400份
石英砂350份
矿粉100份
白云石粉50份
滑石粉50份
氢氧化铝粉50份
聚羧酸高性能减水剂1份
葡萄糖酸钠0.5份
其中耐高温水硬胶材中，硅酸三钙含量40％，硅酸二钙含量10％，无定型二氧化硅含量50％，石英砂为20-100目。
实施例5
耐高温水硬胶材400份
石英砂350份
矿粉100份
白云石粉50份
滑石粉50份
氢氧化铝粉50份
聚羧酸高性能减水剂1份
葡萄糖酸钠0.5份
其中耐高温水硬胶材中，硅酸三钙含量30％，硅酸二钙含量30％，无定型二氧化硅含量40％，石英砂为20-100目。
实施例6
耐高温水硬胶材400份
石英砂350份
矿粉100份
白云石粉50份
滑石粉50份
氢氧化铝粉50份
聚羧酸高性能减水剂1份
葡萄糖酸钠0.5份
甲酸钙1份
其中耐高温水硬胶材中，硅酸三钙含量30％，硅酸二钙含量30％，无定型二氧化硅含量40％，石英砂为20-100目。
对比例1
PO42.5水泥400份
河砂500份
矿粉100份
聚羧酸高性能减水剂1份
葡萄糖酸钠0.5份
按上述重量比将各组分一次加入干粉混合机中，经充分均匀混合，并将粉体依据GB50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》所述试验方法，采用0.13水料比测得各实施例以及对比例水泥基砂浆性能如表1所示。
表1常温和高温下建筑材料抗压强度性能(单位/MPa)
其中高温试验是在试块养护28d后龄期在马弗炉中高温煅烧后得到的结果，根据结果可以发现采用了耐高温水硬胶材的各实施例常温3d龄期和28d龄期的强度均高于对比例中常规的强度，这是由于在各实施例中不仅仅有硅酸三钙和硅酸二钙的水化使浆体硬化，还有与水化产物中的氢氧化钙反应的活性二氧化硅，以及二次水化的矿物掺和料，这样能够保证结构更加致密，使强度更高。另外实施例体系中没有对比例中片状或针状的水化产物如钙矾石以及氢氧化钙晶体，使其耐受压力的强度也增加。
在高温下，可以发现对比例在200℃还能保持一定的强度值，但是在400℃时强度值损失一半甚至更多，而600℃强度仅为原有的1/7，这是由于体系中钙矾石在80℃分解，硅酸盐水泥中的二水石膏在120℃分解，单硫型水化硫铝酸钙在140℃时分解，Ca(OH)2在400℃分解，CaCO3在650℃分解造成了强度的损失，而且高钙型的水化硅酸钙凝胶在600℃左右也会发生一部分的分解，从而导致体系强度的降低。
而采用本发明中的配比虽然在高温下也会有一定的降低，这主要是温度导致的温度应力而产生的，但是降低得并不明显，是因为水化产物中无在600℃左右发生分解的相，因此能保证较好的高温稳定性，实施例5降低了硅酸三钙的含量因此在3d龄期强度中低于其他实施例，但是28d龄期由于硅酸二钙的作用强度提升较快，由此生成的产物的热稳定性更好，在高温下保持强度的性能更优。同时在实施例6中增加了甲酸钙增强剂，能够弥补实施例5的3d龄期的强度，使体系耐高温性能保持得更好。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (10)
1.一种耐高温水硬胶材，其特征在于：所述耐高温水硬胶材矿物组成包括硅酸三钙,硅酸二钙，无定型二氧化硅粉，其中硅酸三钙的重量含量为25％-50％，硅酸二钙的重量含量为25％-40％，无定型二氧化硅粉的重量含量为25％-50％，所述耐高温水硬胶材的钙/硅比小于2。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温水硬胶材，其特征在于：所述硅酸三钙和硅酸二钙均由固相反应生成。
3.一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于，它是由下列重量配比的原料均匀混合得到，包括：
耐高温水硬胶材350-650份，
砂200-500份，
活性矿物掺和料50-200份，
耐火填料100-200份，
分散剂0.5-5份。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于：所述活性矿物掺和料为矿粉，偏高岭土中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于：所述砂为石英砂。
6.根据权利要求3所述的一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于：所述砂的目数为10目-140目。
7.根据权利要求3所述的一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于：所述耐火填料为白云石粉，滑石粉，氢氧化铝粉中的一种或几种。
8.根据权利要求3所述的一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于：所述分散剂至少包括减水剂和缓凝剂。
9.根据权利要求8所述的一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高性能粉末减水剂。
10.根据权利要求8所述的一种耐高温水硬胶材制成的砂浆，其特征在于：所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
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Non-Patent Citations (4)
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