CN110342894A - 一种新型耐水石膏基自流平材料 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体公开了一种新型耐水石膏基自流平材料，包括以下重量份的原料：半水石膏300～500份、氢氧化钙100～150份、可溶性碳酸盐30～45份、活性硅铝粉100～200份、干砂250～450份、速溶水玻璃10～20份、混凝土添加剂2.5～38.5份。本发明在石膏基料中加入氢氧化钙粉末，通过掺入可溶性碳盐为氢氧化钙的碳化提供碳酸根，促使氢氧化钙快速碳化生成不溶于水的碳酸钙晶体，从而快速提高石膏基料的耐水性，在生成碳酸钙晶体的同时还会生成一部分强碱，这些强碱和水玻璃复合可有效促进活性硅铝粉的聚合反应生成高强的网状硅铝四面体，又称地聚质水泥，继续提高石膏基料的后期耐水性和强度。

Description

一种新型耐水石膏基自流平材料

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其是一种石膏基自流平材料。

背景技术

近年来，随着社会经济的发展，人民的生活消费水平逐渐提高，对建筑材料及建筑质量的要求也越来越高，地坪材料作为建筑材料的一个分支，为满足人民对高质量生活的需求，也出现了各种新型地坪材料，比如PVC地板、橡胶地板、功能地板、木地板等，这些地面材料需要很高的基层平整度才能达到良好的体验效果。

传统的地面找平施工中，普遍采用水泥河砂或干拌砂浆进行找平，虽然工匠们为保证地面的平整度做了很多努力和尝试，但由于材料本身的限制，即使熟练工匠们采用红外线打点的方式，满足要求的地面，而且还具有施工工序复杂，施工质量难以控制，工人劳动强度高，工作效率低等缺点；同时，由于我国经济的快速发展，人们就业的选择多样化，越来越多的年轻人不愿意从事重体力劳动，建筑行业面临劳动力短缺的现象，在此种情况下，自流平材料由于其找平精度高，施工简单，工人劳动强度低，施工效率高，对工人技术水平依赖度低等一系列优点快速被人们接受，并迅速发展。

自流平是一种以无机或有机胶凝材料为基料，与超塑化剂等外加剂及细河砂(石英砂)等干混而成的建筑地面找平材料。使用时只需按规定的水灰比范围加水拌和均匀后，机械泵送或人工施工后，勿需人工抹平，靠浆体在自身重力作用下流动形成平整表面。用自流平材料施工平整度高，省工省时，是用于地面找平施工的理想材料。石膏基自流平作为自流平材料里的一个分支，与水泥基自流平相比具有体积稳定、抗开裂性好、地面适应强、可厚层施工等优点，广泛用于室内的找平工程。但是，石膏由于其材料本身的原因存在耐水性差，易吸水吸潮，吸潮后表面硬度差等缺陷。如公开号为CN108164239A的一种磷建筑石膏基耐水自流平砂浆、公开号为CN103467052A的一种高强度耐水脱硫建筑石膏自流平材料及其制备方法、公开号为CN108117361A的一种高强度耐水脱硫建筑石膏自流平材料及其制备方法，均采用了添加大量活性激发剂矿物掺合料，通过激发剂引发矿物掺合料水化生产水硬性CSH凝胶，并辅助防水剂来提高产品的耐水性；这种方式需要把浆料调节到适合的pH值才能有效激发矿物掺合料的水化反应，然而由于矿物掺合料本身是一种工业副产物，其组份波动较大，很难在实际应用中把pH值固定在最佳范围，而且即使pH值在最佳范围，能保证矿物掺合料的水化反应，但由于矿物掺合料的水化反应速度通常很慢，在早期根本不能为石膏基料提供足够的CSH凝胶，导致产品早期耐水性差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中石膏基自流平材料早期耐水性差、表面硬度差等问题，提供了一种新型耐水石膏基自流平材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型耐水石膏基自流平材料，包括以下重量份的原料：半水石膏300～500份、氢氧化钙100～150份、可溶性碳酸盐30～45份、活性硅铝粉100～200份、干砂250～450份、速溶水玻璃10～20份、混凝土添加剂2.5～38.5份。

优选的，所述混凝土添加剂包括以下重量份的组分：减水剂1～3份、缓凝剂0.1～2份、悬浮剂0.4～2份、消泡剂0.6～1.5份、增强剂0～30份。

优选的，一种新型耐水石膏基自流平材料，包括以下重量份的原料：半水石膏400份、氢氧化钙120份、可溶性碳酸盐40份、活性硅铝粉160份、干砂350份、速溶水玻璃15份、减水剂2份、缓凝剂1份、悬浮剂1份、消泡剂1份、增强剂20份。

优选的，所述半水石膏选用天然石膏或工业副产石膏煅烧而成的α半水石膏或β半水石膏中或二者的混合物，所述半水石膏为为粒径小于200目的粉末、绝干抗压强度大于15Mpa。

绝干抗压强度为试件在40±2℃下烘干至恒重时的抗压强度.

优选的，所述氢氧化钙为工业级氢氧化钙粉，细度为300目。

优选的，所述可溶性碳酸盐选用碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种的混合物。

优选的，所述的活性硅铝粉粒径小于200目，选自具有反应活性的硅灰、偏高岭土、粉煤灰、矿渣、钢渣、尾矿或玻璃粉中的其中一种或几种。

优选的，所述干砂选用粒径满足40～120目连续级配的水洗烘干河砂或机制砂。

优选的，所述的速溶水玻璃选用钾基水玻璃、钠基水玻璃或两者的混合物，所述速溶水玻璃模数为1.0～2.5。

我国生产的水玻璃模数一般在2.4～3.3之间，但是发明人研究发现水玻璃模数越高，强度越好，但溶解速度越慢，模数超过2.5时，由于溶解速度过慢，会影响对活性硅铝粉的强度激发；水玻璃模数低于1.0时，溶解度很快，可以激发对活性硅铝粉的强度，但是其本身强度过低，不利于产品最终强度，因此在玻璃模数为1.0～2.5的范围内，可以保证石膏基自流平材料的强度。

优选的，所述的减水剂为选自聚羧酸系减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂、木质磺酸钠、木质磺酸钙中一种或几种；所述的缓凝剂选自葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石膏、动物蛋白类、植物蛋白类石膏缓凝剂中的一种或几种；所述的悬浮剂选自纤维素醚、黄原胶、瓜尔胶、硅酸镁铝中的一种或几种；所述的消泡剂选自粉末状的矿物油类、高碳醇类、聚醚类、有机硅类中的一种或几种；所述的增强剂为聚乙烯醇粉末、可再分散乳胶粉或二者的混合物。

本发明的有益效果是：本发明在石膏基料中加入氢氧化钙粉末，通过掺入可溶性碳盐为氢氧化钙的碳化提供碳酸根，促使氢氧化钙快速碳化生成不溶于水的碳酸钙晶体，从而快速提高石膏基料的耐水性，在生成碳酸钙晶体的同时还会生成一部分强碱，这些强碱和水玻璃复合可有效促进活性硅铝粉的聚合反应生成高强的网状硅铝四面体，又称地聚质水泥，继续提高石膏基料的后期耐水性和强度；所得石膏基自流平材料24h后软化系数不小于0.61，28d后软化系数不小于0.73，提高了自流平材料的早期耐水性，满足防潮石膏的要求，同时保证了后期耐水性和强度。

具体实施方式

本发明的所进行的试验：

试验组的各组分选择及配比如下表所示：

其中活性硅铝粉由重量比为3︰1的硅灰和偏高岭土混合而成，混凝土添加剂由减水剂2份、缓凝剂1份、悬浮剂1份、消泡剂1份、增强剂20份组成。

本发明试验组及实施例所采用的减水剂为聚羧酸系减水剂，缓凝剂为蛋白类石膏专用缓凝剂、悬浮剂为纤维素醚，消泡剂为乳化硅油，增强剂为聚乙烯醇粉末。

对试验组1-17的材料加入220份的水，然后根据JC/T 1023-2007标准测试其初始流动度、30min后流动损失、初凝时间、终凝时间、24h抗折强度、24h抗压强度、绝干抗折强度、绝干抗压强度、绝干拉伸粘结强度、收缩；根据JC/T 698-2010标准测试24h后软化系数和28d后软化系数。

结果如下表所示：

试验组4中，由于氢氧化钙份量较少，很难得到良好的早期耐水性，24h后软化系数过低，不能达到JC/T 698-2010标准中防潮性能的要求，在早期遇水时，容易对材料造成破坏；试验组5中，由于氢氧化钙份量过多，虽然得到良好的早期耐水性，但由于氢氧化钙细度较大，浆料偏粘，导致初始流动度较小、30min后流动损失较大，同时氢氧化钙在固化过程中会产生收缩，导致材料后期收缩率偏高，不能达到JC/T 1023-2007标准中对初始流动度、30min流动度损失和收缩率的要求。

试验组8中，由于碳酸钠较少，不能为氢氧化钙提供足够的碳酸根离子，导致氢氧化钙水化速度过慢、早期耐水性较差，同时由于体系中钠离子减少，对活性硅铝粉的激发力度不够，导致后期强度有少许降低，在早期不能达到JC/T 698-2010标准中对防潮性的要求，且不能达到JC/T 1023-2007标准中对绝干抗折强度和绝干抗压强度的要求；试验组9中，由于碳酸钠较多，浆体中碳酸根离子浓度过大，导致氢氧化钙水化速度较快、凝结时间加快，30min后流动损失过大，不能达到JC/T 1023-2007标准中对初凝时间和30min后流动损失的要求，即组分中可溶性碳酸盐的配比为30～45份，既可以保证可溶性碳酸盐给氢氧化钙提供足够的碳酸根离子，满足自流平材料早期的耐水性，又可以保证其绝干抗折强度和绝干抗压强度的要求。

试验组12中，由于速溶硅酸钠较少，浆体粘性偏小，流动度增大，但速溶硅酸钠是活性硅铝粉的主要激发剂，较少的速溶硅酸钠导致活性硅铝粉激发不充分，后期强度偏低，不能满足JC/T 1023-2007标准对绝干抗折强度和绝干抗压强度的要求；试验组13中，由于速溶硅酸钠较多，浆体粘性偏大，流动度减弱，同时由于硅酸钠固化时体积收缩很大，导致材料后期收缩率偏高，不能达到JC/T 1023-2007标准中对初始流动度、30min后流动损失和收缩率的要求，即组分中速溶水玻璃配比为10～20份，所得的自流平材料可以同时满足后期强度、及初始流动度、30min后流动损失和收缩率的要求。

试组组16中，由于活性硅铝粉较少，导致浆体偏稀，后期强度增长缓慢，不能达到JC/T1023-2007标准中对绝干抗强度和绝干抗压强度的要求，试验组17中，由于活性硅铝粉较多，导致浆体偏粘，流动度较小，后期收缩率较大，不能达到JC/T 1023-2007标准中对初始流动度、30min后流动损失和收缩率的要求，即组分中活性硅铝粉的配比为100～200份时，即可以保证绝干抗强度和绝干抗压强度的要求，又可以达到对初始流动度、30min后流动损失和收缩率的要求。

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

取α半水石膏粉300kg，细度为300目的氢氧化钙粉150kg，碳酸钠45kg，粒径小于200目的硅灰200kg，40-120目连续级配的水洗烘干河砂300kg，硅酸钠粉末20kg，减水剂1.5kg，缓凝剂0.1kg，悬浮剂0.4kg，消泡剂1.5kg，混合后得一种新型耐水石膏基自流平材料，加入200kg水搅拌均匀后进行施工，并检测其性能。

实施例2：

取β半水石膏粉500kg，细度为300目的氢氧化钙粉100kg，碳酸钾30kg，粒径小于200目的粉煤灰100kg，40-120目连续级配的机制砂250kg，硅酸钾粉末10kg，减水剂2kg，缓凝剂2kg，悬浮剂0.4kg，消泡剂1.5kg，增强剂10kg，混合后得一种新型耐水石膏基自流平材料，加入230kg水搅拌均匀后进行施工，并检测其性能。

实施例3：

取β半水石膏粉350kg，细度为300目的氢氧化钙粉125kg，碳酸钾40kg，粒径小于200目的矿渣150kg，40-120目连续级配的机制砂350kg，硅酸钾粉末15kg，减水剂1.5kg，缓凝剂1kg，悬浮剂1.0kg，消泡剂1.0kg，增强剂30kg，混合后得一种新型耐水石膏基自流平材料，加入210kg水搅拌均匀后进行施工，并检测其性能。

实施例4：

取α半水石膏粉400kg，细度为300目的氢氧化钙粉100kg，碳酸钠30kg，粒径小于200目的硅灰100kg，40-120目连续级配的水洗烘干河砂350kg，硅酸钠粉末20kg，减水剂1.6kg，缓凝剂0.12kg，悬浮剂0.8kg，消泡剂1.0kg，增强剂10kg，混合后得一种新型耐水石膏基自流平材料，加入220kg水搅拌均匀后进行施工，并检测其性能。

实施例5：

取β半水石膏粉300kg，细度为300目的氢氧化钙粉100kg，碳酸钾30kg，粒径小于200目的矿渣100kg，40-120目连续级配的机制砂450kg，硅酸钾粉末10kg，减水剂1kg，缓凝剂1kg，悬浮剂2kg，消泡剂0.6kg，增强剂15kg，混合后得一种新型耐水石膏基自流平材料，加入200kg水搅拌均匀后进行施工，并检测其性能。

实施例6：

取β半水石膏粉450kg，细度为300目的氢氧化钙粉130kg，碳酸钾35kg，粒径小于200目的硅灰165kg，40-120目连续级配的机制砂250kg，硅酸钾粉末16kg，减水剂3kg，缓凝剂1.3kg，悬浮剂1.2kg，消泡剂1.5kg，增强剂20kg，混合后得一种新型耐水石膏基自流平材料，加入210kg水搅拌均匀后进行施工，并检测其性能。

实施例1-6所得的自流平材料进行性能测试，结果如下表所示：

对比例1为四川蜀材科技有限公司生产的C20型石膏基自流平砂浆，其24h软化系数和28d软化系数都很低；对比例2为成都星壁虎建材有限公司生产的K20型耐水石膏基自流平，其28d软化系数虽能达到防潮石膏的要求，但24h软化系数只有0.23，远低于防潮石膏要求的0.6。

24h后软化系数是产品早期耐水性的技术指标，常见的石膏基自流平材料，其早期耐水性较差，24h后软化系数仅仅只有0.2-0.3，导致产品在早期遇水时，出现强度差、表面溶蚀、起层、脱落等现象。上述实施例中，24h后软化系数不小于0.71，满足防潮石膏的要求。

JC/T 698-2010标准中规定，防潮石膏的软化系数应大于0.6，其它指标应满足JC/T 1023-2007标准的要求。

Claims (10)

1.一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：半水石膏300～500份、氢氧化钙100～150份、可溶性碳酸盐30～45份、活性硅铝粉100～200份、干砂250～450份、速溶水玻璃10～20份、混凝土添加剂2.5～38.5份。

2.根据权利要求1所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述混凝土添加剂包括以下重量份的组分：减水剂1～3份、缓凝剂0.1～2份、悬浮剂0.4～2份、消泡剂0.6～1.5份、增强剂0～30份。

3.根据权利要求2所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：半水石膏400份、氢氧化钙120份、可溶性碳酸盐40份、活性硅铝粉160份、干砂350份、速溶水玻璃15份、减水剂2份、缓凝剂1份、悬浮剂1份、消泡剂1份、增强剂20份。

4.根据权利要求1所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述半水石膏选用天然石膏或工业副产石膏煅烧而成的α半水石膏或β半水石膏中或二者的混合物，所述半水石膏为粒径小于200目的粉末、绝干抗压强度大于15Mpa。

5.根据权利要求1所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述氢氧化钙为工业级氢氧化钙粉，细度为300目。

6.根据权利要求1所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述可溶性碳酸盐选用碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述的活性硅铝粉粒径小于200目，选自具有反应活性的硅灰、偏高岭土、粉煤灰、矿渣、钢渣、尾矿或玻璃粉中的其中一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述干砂选用粒径满足40～120目连续级配的水洗烘干河砂或机制砂。

9.根据权利要求1所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述的速溶水玻璃选用钾基水玻璃、钠基水玻璃或两者的混合物，所述速溶水玻璃模数为1.0～2.5。

10.根据权利要求2所述的一种新型耐水石膏基自流平材料，其特征在于，所述的减水剂为选自聚羧酸系减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂、木质磺酸钠、木质磺酸钙中一种或几种；所述的缓凝剂选自葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石膏、动物蛋白类、植物蛋白类石膏缓凝剂中的一种或几种；所述的悬浮剂选自纤维素醚、黄原胶、瓜尔胶、硅酸镁铝中的一种或几种；所述的消泡剂选自粉末状的矿物油类、高碳醇类、聚醚类、有机硅类中的一种或几种；所述的增强剂为聚乙烯醇粉末、可再分散乳胶粉或二者的混合物。