CN109354467A - 机制砂高抗渗干混装饰砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：普通硅酸盐水泥15‑19份，煅烧污泥0‑0.6份，粉煤灰2.8‑4份，无机颜料0‑0.6份，集料机制砂74‑81份，粘结剂0.4‑0.6份，膨胀剂0.8‑1.2份，减水剂0.07‑0.09份；其是一种具有良好的现场施工能力、抗流挂能力、极好的保水能力、高抗渗性能的砂浆组成物，具有较低的成本并可用于有高抗渗要求的如隧道内部的饰面层和其他有抗渗要求的施工环境。

Description

机制砂高抗渗干混装饰砂浆
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆。
背景技术
我国的土木工程用砂一直以天然砂为主，但由于过度开采天然砂存在堵塞河道、危害防洪及水利设施、毁坏耕地等问题。所以，我国从20世纪60年代起，就开始了对机制砂的研究。机制砂是经机械破碎筛分而成，其颗粒尖锐粗糙且带有棱角，同时在其中不可避免地要含有一定量的石灰石粉，这是机制砂与天然砂两者最显著的区别所在。目前，对于机制砂在混凝土中的应用已经进行了比较充足的研究，而机制砂在砂浆中的应用研究比较欠缺，特别是在采用喷涂工艺施工时存在尚需探索的盲区。推广机制砂的使用有利于节约在施工过程中对于天然砂的使用，有利于保护我国的生态环境，减少由于过度开采对环境的负面影响。
普通水泥砂浆是一种刚性材料，脆性大，韧性不足，容易产生裂纹，因而抗渗性能较差。抗渗性是在有水压或潮湿环境中应用砂浆中的一项重要性能指标，因而有必要对砂浆进行改性以改善砂浆的抗渗性能。
CN106747016A《一种机制砂水泥砂浆》制备了一种用机制砂全部取代河砂的水泥砂浆。在砂浆中加入了乳化剂、分散助剂以及领苯二甲酸二丁酯等组分来使砂浆具有良好的分散性能，但大量分散剂的加入会使得砂浆成本增加、耐久性变差。
CN108516786A《一种节能抗裂潮式保温砂浆及其制备方法》中采用了由河道污泥、五大连池火山灰和煅烧石膏混合成的改性河道污泥，并且用量达到75％左右，制品抗压强度相当高，这对于施工是有利的，但是收缩率较高会导致一定的开裂问题。
CN105731944A《一种高抗渗性防水砂浆》中加入1％左右的纤维素醚来提高砂浆的保水率，纤维素醚的掺量较高，纤维素醚的掺入会引入大量空气泡，造成砂浆内部有很大的联通孔，使得砂浆的抗渗防水能力变差，这与砂浆预期功能相悖。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，具有良好的现场施工能力、抗流挂能力、极好的保水能力、高抗渗性能，成本较低，可用于有高抗渗要求的如隧道内部的饰面层和其他有抗渗特殊要求的施工环境。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料(除水以外)包括以下重量份的材料组成：普通硅酸盐水泥15-19份，煅烧污泥0-0.6份，粉煤灰2.8-4份，无机颜料0-0.6份，集料机制砂74-81份，粘结剂0.4-0.6份，膨胀剂0.8-1.2份，减水剂0.07-0.09份。
优选地，普通硅酸盐水泥15-18份，煅烧污泥0-0.5份，粉煤灰2.8-3.6份，无机颜料0-0.6份，集料机制砂76-81份，粘结剂0.4-0.5份，膨胀剂0.8-1.1份，减水剂0.078-0.09份。
按上述方案，所述煅烧污泥由河道污泥经过750℃煅烧5h后850℃煅烧2h得到。
按上述方案，所述粉煤灰优选为I型或Ⅱ型粉煤灰。
按上述方案，所述无机颜料优选为无机氧化铁红、无机氧化铁黄、无机氧化铁绿等无机氧化铁类颜料。
按上述方案，所述的集料机制砂粒径优选为4.75mm以下，细度模数为2.6-3.0。
按上述方案，所述粘结剂优选聚丙烯酸胶粉(市售名)。
按上述方案，所述膨胀剂主要选择市售抗裂减渗剂。
按上述方案，所述减水剂优选为聚羧酸高效减水剂等。
本发明上述机制砂高抗渗干混装饰砂浆的制备方法，按如下步骤进行：
1)将制备该砂浆的各原材料按配比称量好，干混充分；
2)将干混后的原材料倒入搅拌容器中，搅拌程序为：在低速(130-150r/min)下慢搅60s后，将粘附在壁内粉料刮入料浆中，再快搅(250-300r/min)180s后即可。
使用时，本发明所述机制砂高抗渗干混装饰砂浆的水胶比设定为0.36-0.48。
本发明中胶凝材料体系选用普通硅酸盐水泥、煅烧污泥和粉煤灰，集料选用机制砂，再通过各种外加剂的添加制备出满足一定力学性能、良好的施工性能和满足高抗渗性要求的机制砂高抗渗干混装饰砂浆。与现有技术相比，本发明的有益效果如下
1)本发明提供的机制砂高抗渗干混装饰砂浆具有较高抗流挂性、良好抗渗性以及足够的可操作时间，良好的力学强度。尤其是，本发明中为了提高砂浆的抗渗性能，首先选择采用聚丙烯酸胶粉作为粘结剂，其次在砂浆中加入了抗裂减渗剂和煅烧污泥来达到抗渗效果，在减少收缩开裂的同时提高砂浆的抗水压渗透能力，使得砂浆抗渗性能提升，并且所得砂浆的抗渗性能优异，按照砂浆抗渗国家标准进行实验时当抗水渗透压在达到1.5MPa时无端面渗水。
2)本发明通过煅烧污泥和粉煤灰的共同作用，有效地抑制泛碱从而减少色差，提高砂浆致密性的作用，提高砂浆的颜色均匀性，满足装饰砂浆的美观性需求；其中，选用无机颜料，在保证色彩亮度的情况下，保持其较好的色泽匀质性。
3)本发明提供的机制砂高抗渗干混装饰砂浆，可针对不同的环境需求调整配方中颜料的掺量适应不同的颜色需求，可以通过不同环境对于强度的要求调整灰砂比有效地适应各种工况，从而针对不同的条件作出合理的选择，制备工艺简单、环保无污染。
另外，最终制得了一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，并为提高施工效率，其适宜的稠度使其具备一定机喷性能。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中，所述普通硅酸盐水泥强度等级标号为42.5级，实际施工时可根据强度需求调整水泥品种和水泥的强度等级，制备不同强度等级的机制砂高抗渗干混装饰砂浆；所述的集料机制砂粒径范围为4.75mm以下，细度模数为2.8；所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；所述粘结剂为聚丙烯酸胶粉；所述膨胀剂选择市售抗裂减渗剂；所述颜料主要为无机氧化铁红、无机氧化铁黄、无机氧化铁绿。
下述实施例中，所述煅烧污泥由河道污泥经过750℃煅烧5h后850℃煅烧2h得到；粉煤灰主要以I型粉煤灰为代理性示例。
实施例1
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：15份普通硅酸盐水泥，粉煤灰2.8份，集料机制砂81份，粘结剂0.4份，抗裂减渗剂0.8份，减水剂0.09份；具体制备方法如下：
将制备该砂浆的各组分材料(胶凝材料、集料、外加剂)按配比称量好，干混充分；按设定水胶比0.48，称量用水量，再将干混后各组分倒入搅拌容器中，搅拌程序为：在低速(130-150r/min)下慢搅60s后，将粘附在壁内粉料刮入料浆中，再快搅(250-300r/min)180s后即可得到机制砂高抗渗装饰砂浆。
分别测试本实施例所得机制砂高抗渗干混装饰砂浆的稠度、28d砂浆抗折抗压强度、抗渗高度、保水率、拉伸粘接强度、自然干燥收缩率，并与《建筑装饰工程施工及验收规范》、JC/T 1024-2007《墙体饰面砂浆》对比，具体结果见附表1中样品1。
从附表1中样品1数据可见，所配制砂浆的抗压强度达到了36.9MPa，且抗水渗透压在达到1.5MPa(说明：砂浆抗渗仪设定的最大水压值，下同)时无端面渗水，切开断面观测渗水高度仅为1mm(说明：抗渗试块高度为30mm，下同)，大板开裂性实验表明无明显开裂，且颜色分布较均匀无明显泛碱及色差。
实施例2
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：17份普通硅酸盐水泥，煅烧污泥0.5份，粉煤灰3.5份，无机氧化铁红颜料0.5份，集料机制砂77份，粘结剂0.5份，抗裂减渗剂1份，减水剂0.086份；
采用水胶比为0.39且与实施例1相同的方法制备砂浆，采用与实施例1相同的测试方法测试砂浆性能参数，具体结果见附表1中样品2。
从附表1中样品2数据可见，所配制砂浆的抗压强度达到了42.9MPa，且抗水渗透压在达到1.5MPa(说明：砂浆抗渗仪设定的最大水压值，下同)时无端面渗水，切开断面观测渗水高度为0(说明：抗渗试块高度为30mm，下同)，大板开裂性实验表明无明显开裂，且颜色分布较均匀无明显泛碱及色差。
实施例3
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：16份普通硅酸盐水泥，粉煤灰3份，无机氧化铁红颜料0.6份，集料机制砂79份，粘结剂0.5份，抗裂减渗剂0.9份，减水剂0.078份；
采用水胶比为0.42且与实施例1相同的方法制备砂浆，采用与实施例1相同的测试方法测试砂浆性能参数，具体结果见附表1中样品3。
从附表1中样品3数据可见，所配制砂浆的抗压强度达到了40.5MPa，且抗水渗透压在达到1.5MPa(说明：砂浆抗渗仪设定的最大水压值，下同)时无端面渗水，切开断面观测渗水高度仅为2mm(说明：抗渗试块高度为30mm，下同)，大板开裂性实验表明无明显开裂，且颜色分布较均匀无明显泛碱及色差。
实施例4
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：18份普通硅酸盐水泥，煅烧污泥0.4份，粉煤灰3.6份，无机氧化铁红颜料0.4份，集料机制砂76份，粘结剂0.5份，抗裂减渗剂1.1份，减水剂0.09份；
采用水胶比为0.37且与实施例1相同的方法制备砂浆，采用与实施例1相同的测试方法测试砂浆性能参数，具体结果见附表1中样品4。
从附表1中样品4数据可见，所配制砂浆的抗压强度达到了43.1MPa，且抗水渗透压在达到1.5MPa(说明：砂浆抗渗仪设定的最大水压值，下同)时无端面渗水，切开断面观测渗水高度仅为3mm(说明：抗渗试块高度为30mm，下同)，大板开裂性实验表明无明显开裂，且颜色分布较均匀无明显泛碱及色差。
实施例5
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：19份普通硅酸盐水泥，煅烧污泥0.6份，粉煤灰4份，无机氧化铁红颜料0.6份，集料机制砂74份，粘结剂0.6份，抗裂减渗剂1.2份，减水剂0.073份；
采用水胶比为0.39且与实施例1相同的方法制备砂浆，采用与实施例1相同的测试方法测试砂浆性能参数，具体结果见附表1中样品5。
从附表1中样品5数据可见，所配制砂浆的抗压强度达到了30.0MPa，且抗水渗透压在达到1.5MPa(说明：砂浆抗渗仪设定的最大水压值，下同)时无端面渗水，切开断面观测渗水高度仅为5mm(说明：抗渗试块高度为30mm，下同)，大板开裂性实验表明无明显开裂，且颜色分布较均匀无明显泛碱及色差。
实施例6
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：19份普通硅酸盐水泥，煅烧污泥0.6份，粉煤灰4份，无机氧化铁黄颜料0.6份，集料机制砂74份，粘结剂0.6份，抗裂减渗剂1.2份，减水剂0.073份；
采用水胶比为0.39且与实施例1相同的方法制备砂浆，采用与实施例1相同的测试方法测试砂浆性能参数，具体结果见附表1中样品6。
从附表1中样品6数据可见，所配制砂浆的抗压强度达到了29.8MPa，且抗水渗透压在达到1.5MPa(说明：砂浆抗渗仪设定的最大水压值，下同)时无端面渗水，切开断面观测渗水高度仅为5mm(说明：抗渗试块高度为30mm，下同)，大板开裂性实验表明无明显开裂，且颜色分布较均匀无明显泛碱及色差。
实施例7
一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：19份普通硅酸盐水泥，煅烧污泥0.6份，粉煤灰4份，无机氧化铁绿颜料0.6份，集料机制砂74份，粘结剂0.6份，抗裂减渗剂1.2份，减水剂0.073份；
采用水胶比为0.38且与实施例1相同的方法制备砂浆，采用与实施例1相同的测试方法测试砂浆性能参数，具体结果见附表1中样品7。
从附表1中样品7数据可见，所配制砂浆的抗压强度达到了28.7MPa，且抗水渗透压在达到1.5MPa(说明：砂浆抗渗仪设定的最大水压值)时无端面渗水，切开断面观测渗水高度仅为5mm(说明：抗渗试块高度为30mm)，大板开裂性实验表明无明显开裂，且颜色分布较均匀无明显泛碱及色差。
表1机制砂高抗渗干混装饰砂浆的配合比及性能
配合比 样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 样品7
水泥 15 17 16 18 19 19 19
煅烧污泥 0 0.5 0 0.4 0.6 0.6 0.6
粉煤灰 2.8 3.5 3 3.6 4 4 4
颜料 0 0.5(红) 0.6(红) 0.4(红) 0.6(红) 0.6(黄) 0.6(绿)
机制砂 81 77 79 76 74 74 74
粘结剂 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6
抗裂减渗剂 0.8 1 0.9 1.1 1.2 1.2 1.2
减水剂 0.09 0.086 0.078 0.09 0.073 0.073 0.073
水胶比 0.48 0.39 0.42 0.36 0.39 0.39 0.38
如附表1所示，机制砂高抗渗干混装饰砂浆的稠度、抗压强度和保水率完全符合标准要求，自然干燥收缩率远小于0.2％呈现出一定的微膨胀效应，拉伸粘结强度远大于0.2MPa具有良好的粘结效果，砂浆在施工后均未发现存在明显色差和泛碱情况。在抗渗实验中，试块在最高实验压强下未出现渗水情况，对砂浆内部渗水高度进行测量发现砂浆的抗渗性能优异，均小于5mm，且最好可以达到几乎完全不渗水的效果。
综上所述，本发明所得机制砂高抗渗装饰砂浆具有良好的保水率、较小干缩率以及适当的粘接强度和施工可操作时间；采用聚丙烯酸胶粉，在满足粘接强度，提供抗流挂性的情况下，对抗渗性能的提高起到良好的辅助作用；抗裂减渗剂可以解决在水泥水化过程中由于收缩所引起的开裂问题从而提高砂浆的抗渗性能；粉煤灰和煅烧污泥的添加有效地抑制了彩色砂浆容易出现泛碱的问题；并通过改变灰砂比得到了不同强度等级的砂浆，可根据施工所需进行选择。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，其目的在于让本领域技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，其特征在于制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：普通硅酸盐水泥15-19份，煅烧污泥0-0.6份，粉煤灰2.8-4份，无机颜料0-0.6份，集料机制砂74-81份，粘结剂0.4-0.6份，膨胀剂0.8-1.2份，减水剂0.07-0.09份。
2.一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，其特征在于制备该砂浆的原材料包括以下重量份的材料组成：普通硅酸盐水泥15-18份，煅烧污泥0-0.5份，粉煤灰2.8-3.6份，无机颜料0-0.6份，集料机制砂76-81份，粘结剂0.4-0.5份，膨胀剂0.8-1.1份，减水剂0.078-0.09份。
3.根据权利要求1或2所述的一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，其特征在于所述煅烧污泥由河道污泥经过730-770℃煅烧4-6h后，再于830-870℃煅烧1.5-2.5h得到。
4.根据权利要求1或2所述的一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，其特征在于所述粉煤灰为I型或Ⅱ型粉煤灰；所述无机颜料为无机氧化铁类颜料。
5.根据权利要求1或2所述的一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，其特征在于所述的集料机制砂粒径为4.75mm以下，细度模数为2.6-3.0。
6.根据权利要求1或2所述的一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆，其特征在于所述粘结剂为聚丙烯酸胶粉；所述膨胀剂主要选择市售抗裂减渗剂；所述减水剂优选为聚羧酸高效减水剂。
7.权利要求1或2所述的一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：
1) 将制备该砂浆的各原材料按配比称量好，干混充分；
2) 将干混后的原材料倒入搅拌容器中，搅拌程序为：在低速130-150r/min下慢搅50-70s后，将粘附在壁内粉料刮入料浆中，再高速250-300r/min下快搅150-200s后，即可得到机制砂高抗渗干混装饰砂浆的制备方法。
8.权利要求1或2所述的一种机制砂高抗渗干混装饰砂浆的应用方法，其特征在于所述机制砂高抗渗干混装饰砂浆使用时，水胶比设定为0.36-0.48。
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