CN110759684A - 一种双骨料水泥砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双骨料水泥砂浆，由以下组分组成：水泥、建筑垃圾再生骨料、机制砂、纤维、普鲁兰多糖、粉煤灰、可再分散性乳胶粉、木质素磺酸钙和水，其制备方法，包括以下步骤：S1、将建筑垃圾再生骨、普鲁兰多糖、可再分散性乳胶粉和1/3‑1/2配方量的水混合，搅拌均匀，得到混合物A；S2、向步骤S1得到的混合物A中加入水泥、机制砂、纤维、木质素磺酸钙和剩余量的水搅拌均匀，即得所述双骨料水泥砂浆。本发明采用建筑垃圾再生骨料和机制砂作为双骨料，通过两种骨料的间断级配，解决了建筑垃圾再生骨料强度低、干缩性大等问题，为建筑垃圾作为再生骨料在水泥砂浆中的应用提供了技术支撑。

Description

一种双骨料水泥砂浆及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种双骨料水泥砂浆及其制备方法。
背景技术
水泥砂浆是由水泥、砂子(也称骨料或集料)、掺合料、外加剂、水等混合而成的，其中砂子可采用天然河砂、山砂和/或机制砂。
无论是采用天然河砂、山砂还是机制砂配制水泥砂浆，砂子均是起骨架和填充的颗粒，在同等体积状态下的砂子骨料的比表面积较大，采用天然河砂、山砂、机制砂配制的水泥砂浆的重量也较大，达2000kg/m3左右；并且，采用天然河砂、山砂、机制砂配制水泥砂浆往往需要较多的由水泥与掺合料所构成的胶凝材料来包裹和填充砂子的空隙，以获得水泥砂浆在施工过程中所需的和易性和稠度；此外，常规水泥砂浆的保水性能不佳，涂抹于建筑物墙、顶棚、楼地面、柱等基层表面的水泥砂浆会随着水泥砂浆中的水泥水化、凝固而逐步失水干燥，水泥砂浆的收缩增加极易导致空鼓、开裂和脱落现象的发生。
CN106904909A公开了一种双骨料水泥砂浆，包括1100～1400kg/m3所述连续级配双骨料、145～245kg/m3水泥、0.05～1.5kg/m3外加剂、0.1～0.4kg/m3抗裂纤维、0.2～1kg/m3可分散乳胶粉、0.1～0.5kg/m3增稠剂、0.1～0.5kg/m3触变润滑粉剂和180～220kg/m3水，所述外加剂为防水剂、膨胀剂、缓凝剂和早强剂中的一种或多种，该发明通过砂子和膨胀矿渣颗粒的颗粒级配进行优化，利用膨胀矿渣颗粒代替部分砂子，配制而成了双骨料水泥砂浆，减少了解决了原天然河砂、山砂、机制砂单一骨料级配所造成的连续性不佳、比表面积大、空隙率大等问题，避免了发生空鼓、开裂和脱落等现象。
随着社会经济的发展，我国的建筑行业飞速发展，砂石骨料需求量大且持续增长，然而我国的河砂、山砂等天然砂资源匮乏，因此，需求合适的替代骨料成为行业研究的热点。
CN106348679A公开了一种再生骨料预拌砂浆，包括水泥、粉煤灰、黄沙、再生骨料和改性剂，所述再生骨料的细度模数为2.0-2.6，CN108640608A公开了一种建筑垃圾再生细骨料替代天然砂制备干粉砂浆配方，其再生干粉砂浆各组分质量百分比为：42.5普通硅酸盐水泥10-15％、二级粉煤灰5-10％、建筑垃圾再生细骨料70-85％、1#添加剂0.1-0.5％、2#添加剂0.02-0.05％、3#添加剂0.02-0.05％，其中42.5普通硅酸盐水泥、建筑垃圾再生细骨料、二级粉煤灰质量百分比之和为100％。上述现有技术利用建筑垃圾再生骨料制代替了传统的天然砂制作成为水泥砂浆，实现了固体废弃物的资源化利用，同时也为骨料的选择开辟了一条新途径。
与天然骨料相比，建筑垃圾再生骨料具有孔隙率大，吸水性强，强度低等特性，这些特性导致硬化水泥砂浆的干缩率增加，限制了其工程应用。传统观念认为水泥砂浆的收缩来源于胶凝材料，骨料的影响仅是简单的限制作用，骨料含量越大，水泥砂浆的干缩越小。然而，工程界近年来逐渐意识到，不同的骨料选择，对水泥砂浆的收缩行为有相当大的差异。
目前，利用建筑垃圾再生骨料制备水泥砂浆的研究相对较少，现有的建筑垃圾再生骨料水泥砂浆普遍存在保水率低，干缩性大，使用过程中水泥砂浆易开裂，不耐磨和易起砂等问题。因此，亟需研发一种干缩性小，强度高的建筑垃圾再生骨料水泥砂浆。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种双骨料水泥砂浆及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双骨料水泥砂浆，由以下组分组成：水泥、建筑垃圾再生骨料、机制砂、纤维、普鲁兰多糖、粉煤灰、可再分散性乳胶粉、木质素磺酸钙和水。
优选地，所述建筑垃圾再生骨料的粒径为1-1.4mm、0.355-0.425mm和0.3-0.355mm。
优选地，所述机制砂的粒径为2-2.8mm和0.5-0.6mm。
优选地，所述的水泥为普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的一种或多种。
优选地，所述建筑垃圾再生骨料为废弃混凝土和废弃砂浆制成。
优选地，所述纤维的粒径为0.3-0.8mm。
优选地，所述纤维为木质纤维素或聚氨酯纤维素中的至少一种。
优选地，一种双骨料水泥砂浆，由以下重量百分比的组分组成：
水泥10-15％、建筑垃圾再生骨料52-67％、机制砂10-18％、纤维0.5-2％、普鲁兰多糖0.03-0.1％、可再分散性乳胶粉0.01-0.1％、木质素磺酸钙0.3-0.8％和余量水。
进一步优选地，所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure BDA0002298184680000031
进一步优选地，所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
2-2.8mm 25-30％；
0.5-0.6mm 余量。
本发明还提供了上述双骨料水泥砂浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将建筑垃圾再生骨、普鲁兰多糖、可再分散性乳胶粉和1/3-1/2配方量的水混合，搅拌均匀，得到混合物A；
S2、向步骤S1得到的混合物A中加入水泥、机制砂、纤维、木质素磺酸钙和剩余量的水搅拌均匀，即得所述双骨料水泥砂浆。
本发明的有益效果为：
本发明采用建筑垃圾再生骨料和机制砂作为双骨料，通过两种骨料的间断级配，解决了建筑垃圾再生骨料强度低、干缩性大等问题，并通过添加纤维、普鲁兰多糖、粉煤灰、可再分散性乳胶粉和木质素磺酸钙等外加剂，进一步改善了水泥砂浆的质量，为建筑垃圾作为再生骨料在水泥砂浆中的应用提供了技术支撑。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品。本实施所用水泥为普通硅酸盐水泥(32.5级)。
实施例1
一种双骨料水泥砂浆，由以下重量份的成分组成：
水泥15％、建筑垃圾再生骨料52％、机制砂18％、纤维0.5％、普鲁兰多糖0.03％、可再分散性乳胶粉0.01％、木质素磺酸钙0.3％和余量水。
其中，
所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure BDA0002298184680000041
所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
2-2.8mm 30％；
0.5-0.6mm 70％；
所述纤维为质量比为2：1的木质纤维素和聚氨酯纤维素，所述纤维的粒径为0.3mm。
上述双骨料水泥砂浆的制备方法，具体为：
S1、将建筑垃圾再生骨、普鲁兰多糖、可再分散性乳胶粉和1/3配方量的水混合，搅拌，搅拌均匀，得到混合物A；
S2、向步骤S1得到的混合物A中加入水泥、机制砂、纤维、木质素磺酸钙和剩余量的水，搅拌均匀，即得所述双骨料水泥砂浆。
实施例2
一种双骨料水泥砂浆，由以下重量份的成分组成：
水泥10％、建筑垃圾再生骨料67％、机制砂10％、纤维2％、普鲁兰多糖0.1％、可再分散性乳胶粉0.1％、木质素磺酸钙0.8％和余量水。
其中，
所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure BDA0002298184680000042
Figure BDA0002298184680000051
所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
2-2.8mm 25％；
0.5-0.6mm 75％；
所述纤维为质量比为1：2的木质纤维素和聚氨酯纤维素，所述纤维的粒径为0.8mm。
上述双骨料水泥砂浆的制备方法，具体为：
S1、将建筑垃圾再生骨、普鲁兰多糖、可再分散性乳胶粉和1/2配方量的水混合，搅拌均匀，得到混合物A；
S2、向步骤S1得到的混合物A中加入水泥、机制砂、纤维、木质素磺酸钙和剩余量的水，搅拌均匀，即得所述双骨料水泥砂浆。
实施例3
一种双骨料水泥砂浆，由以下重量份的成分组成：
水泥13％、建筑垃圾再生骨料58％、机制砂14％、纤维1％、普鲁兰多糖0.08％、可再分散性乳胶粉0.05％、木质素磺酸钙0.5％和余量水。
其中，
所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure BDA0002298184680000052
所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
2-2.8mm 27.5％；
0.5-0.6mm 72.5％；
所述纤维为质量比为1：1的木质纤维素和聚氨酯纤维素，所述纤维的粒径为0.5mm。
制备方法同实施例2。
实施例4
一种双骨料水泥砂浆，由以下重量份的成分组成：
水泥12％、建筑垃圾再生骨料60％、机制砂12％、纤维1.5％、普鲁兰多糖0.06％、可再分散性乳胶粉0.02％、木质素磺酸钙0.7％和余量水；
其中，
所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure BDA0002298184680000061
所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
2-2.8mm 27.5％；
0.5-0.6mm 72.5％；
所述纤维为质量比为1：1的木质纤维素和聚氨酯纤维素，所述纤维的粒径为0.5mm。
制备方法同实施例2。
实施例5
一种双骨料水泥砂浆，由以下重量份的成分组成：
水泥14％、建筑垃圾再生骨料55％、机制砂11％、纤维1.2％、普鲁兰多糖0.055％、可再分散性乳胶粉0.08％、木质素磺酸钙0.4％和余量水；
其中，
所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure BDA0002298184680000062
所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
2-2.8mm 27.5％；
0.5-0.6mm 72.5％；
所述纤维为质量比为1：1的木质纤维素和聚氨酯纤维素，所述纤维的粒径为0.5mm。
制备方法同实施例2。
对比例1
本对比例与实施例4的不同之处在于，所述双骨料水泥砂浆中不含普鲁兰多糖。
对比例2
本对比例与实施例4的不同之处在于，所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
粒径范围 用量
2.36-4.75mm 75％
1.18-0.3mm 25％
对比例3
本对比例与实施例4的不同之处在于，所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure BDA0002298184680000071
对比例4
本对比例与实施例4的不同之处在于，所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
0.6-1.18mm 20％；
0.15-0.3mm 80％；
对比例5
本对比例与实施例4的不同之处在于，所述纤维素为羟甲基纤维素和木质纤维素，粒径为0.1mm。
为了进一验证本发明的技术效果，本发明对制备的双骨料水泥砂浆进行了性能测试。
1、参照《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ/T70-2009的试验方法，检测制备的双骨料水泥砂浆的保水率、28d抗压强度、6h稠度损失率和14d拉伸粘结强度，检测结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002298184680000072
Figure BDA0002298184680000081
由表1可知，本发明的双骨料水泥砂浆的综合性能较好，具有高的强度和保水性能。且由实施例4和实施例5可知，当建筑垃圾再生骨料、机制砂和普鲁兰多糖的质量比为1000：200：1时，双骨料水泥砂浆的保水性和强度较高，耐磨性好、不易起砂。
2、干燥收缩率检测，把试件标准养护2d后，在恒温20℃，恒湿相对湿度60％的试验室内静放，使其自然干燥收缩，测出其干燥收缩长度变化。实验结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002298184680000082
由表2可知，本发明的双骨料水泥砂浆的干燥收缩率低，防裂、抗裂能力好。同时，通过实施例4和对比了例5发现，当纤维的粒径为0.5mm，且木质纤维素和聚氨酯纤维素的质量比为1：1时，双骨料水泥砂浆干燥收缩率较低，具有较好的防裂和抗裂能力。
本发明采用建筑垃圾再生骨料和机制砂作为双骨料，通过两种骨料的间断级配，解决了建筑垃圾再生骨料强度低、干缩性大等问题，并通过添加纤维、普鲁兰多糖、粉煤灰、可再分散性乳胶粉和木质素磺酸钙等外加剂，进一步改善了水泥砂浆的质量，为建筑垃圾作为再生骨料在水泥砂浆中的应用提供了技术支撑。
以上是结合具体实施例对本发明进一步的描述，但这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双骨料水泥砂浆，其特征在于，由以下组分组成：水泥、建筑垃圾再生骨料、机制砂、纤维、普鲁兰多糖、粉煤灰、可再分散性乳胶粉、木质素磺酸钙和水。
2.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，所述建筑垃圾再生骨料的粒径为1-1.4mm、0.355-0.425mm和0.3-0.355mm。
3.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，所述机制砂的粒径为2-2.8mm和0.5-0.6mm。
4.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，所述的水泥为普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，所述纤维为木质纤维素或聚氨酯纤维素中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，所述纤维的粒径为0.3-0.8mm。
7.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：水泥10-15％、建筑垃圾再生骨料52-67％、机制砂10-18％、纤维0.5-2％、普鲁兰多糖0.03-0.1％、可再分散性乳胶粉0.01-0.1％、木质素磺酸钙0.3-0.8％和余量水。
8.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，所述建筑垃圾再生骨料的级配为：
Figure FDA0002298184670000011
9.根据权利要求1所述的双骨料水泥砂浆，其特征在于，所述机制砂的级配为：
粒径范围 用量
2-2.8mm 25-30％；
0.5-0.6mm 余量。
10.一种权利要求1-9任一项所述的双骨料水泥砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将建筑垃圾再生骨、普鲁兰多糖、可再分散性乳胶粉和1/3-1/2配方量的水混合，搅拌均匀，得到混合物A；
S2、向步骤S1得到的混合物A中加入水泥、机制砂、纤维、木质素磺酸盐和剩余量的水搅拌均匀，即得所述双骨料水泥砂浆。
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