CN111003980A

CN111003980A - 一种高延性防水抗裂复合砂浆及其拌和方法和施工工艺

Info

Publication number: CN111003980A
Application number: CN201911163264.8A
Authority: CN
Inventors: 田婷; 邓明科; 卜新星
Original assignee: Xi'an Wuhe Civil Engineering New Material Co ltd
Current assignee: Xi'an Wuhe New Material Technology Group Co ltd
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2039-11-25
Also published as: CN111003980B

Abstract

本发明公开了一种高延性防水抗裂复合砂浆及其拌和方法和施工方法。所公开的砂浆是由水泥、粉煤灰、矿粉、石灰粉、硅灰、一级掺和料、石英砂、可再分散乳胶粉、防水剂、聚乙烯醇粉末、减水剂、环氧乳液、固化剂、羟丙基甲基纤维素、膨胀剂、聚乙烯醇纤维配置而成。所公开的拌和方法是采取合理的加料顺序获得均匀的砂浆料。所提供的施工方法是针对不同的建筑环境采取适用于本发明砂浆的施工步骤。本发明制备的复合砂浆具有防水抗裂、高延性、高粘结性、抗渗、抗有害离子侵蚀、无收缩、施工简单方便等优点，可用于建筑外墙、卫生间的刚性防水抗裂、电梯井、屋顶和地下室等地的刚性防水抗裂工程以及港口、码头等需要防水、抗裂、耐腐蚀的水文工程。

Description

一种高延性防水抗裂复合砂浆及其拌和方法和施工工艺

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高延性防水抗裂复合砂浆及其拌和方法和施工工艺。

背景技术

一般来说，普通抹面砂浆的粘结力低、收缩率大，并且极其容易开裂，致使砂浆的抗渗性、耐久性受到很大影响，给施工带来了不便，因此我国于20世纪60～70年代开始研究掺天然乳胶、丁苯胶乳、氯丁胶乳和丙烯酸共聚胶乳等聚合物水泥砂浆，并在外墙喷涂、地下工程防漏防潮及某些特殊工程上使用。后来，国内外常用纤维素醚作为水泥基复合材料的外加剂，这就大大地降低了聚合物的掺量，节约了成本。但是，有些聚合物的掺入使砂浆收缩增大，致使墙体开裂、渗漏问题加重，影响了工程质量和正常使用，制约了推广应用。

目前，提高砂浆的防水抗裂性能主要表现在以下几个方面：

(1)在砂浆中掺入聚合物成分，可明显提高砂浆的和易性、粘结强度、抗裂和防水抗渗能力，降低其脆性，但聚合物的掺入使砂浆的孔隙率增加，收缩增加，强度和耐久性严重下降，且随着聚合物掺量的增加而增大；

(2)在砂浆中添加防水剂，可减少砂浆层内自由水分的损失，防止砂浆早期干燥收缩，提高防水抗裂能力。但掺入一般的防水剂，力学性能和耐久性能变小，且可操作时间短，不适用于实际工程；

(3)近几年，针对当前新型墙体材料应用中产生的裂缝问题，从提高砂浆粘结强度和减小收缩的角度出发，研制出多种防水抗裂砂浆，但也大多存在强度和耐久性欠佳的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种高延性防水抗裂复合砂浆。

为此，本发明所提供的高延性防水抗裂复合砂浆由以下质量份的组分制成：水泥300～550份、粉煤灰225～450份、矿粉150～390份、石灰粉100～350份、硅灰75～150份、一级掺和料80～120份、石英砂400～1200份、可再分散乳胶粉30～40份、防水剂6～10份、聚乙烯醇粉末3～4份、环氧乳液24～40份、固化剂4～8份、减水剂1.2～2.5份、羟丙基甲基纤维素2～3份、膨胀剂30～50份、聚乙烯醇纤维12～19.8份；所述一级掺和料由粉煤灰微珠和磨细矿粉配置而成。

优选的，所述粉煤灰微珠与磨细矿粉的质量比为(5～7)：(3～5)，所述一级掺和料的细度均为600～800目。

优选的，所述石英砂由石英中砂400～680份、石英细砂200～350份、石英粉50～100份配置而成。

一些实施方案中，本发明的砂浆还包括PVA网格布。

进一步的方案中，本发明的砂浆还包括水350～380份。

本发明同时提供了上述高延性防水抗裂复合砂浆的拌和方法。所提供的拌和方法包括：先将水泥、粉煤灰、矿粉、石灰粉、硅灰、一级掺和料、可再分散乳胶粉、防水剂、羟丙基甲基纤维素、膨胀剂、环氧乳液、固化剂、聚乙烯醇粉末和减水剂混合；然后加入石英砂混合，接着加水混合，最后加入聚乙烯醇纤维混合均匀。

另一方面，本发明还提供了一种建筑单一界面抹灰施工方法，该方法包括：将权利要求1所述砂浆拌和好后，在建筑界面进行抹灰，或者将砂浆喷射至建筑界面。

本发明还提供了一种建筑界面连接处施工方法，该方法包括在建筑界面连接处涂抹权利要求1所述砂浆，之后在砂浆上铺设PVA网格布，接着在网格布上涂抹权利要求1所述砂浆。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)从功能机理上分析，本发明复合砂浆的所用多种配料功能为：实现强度和耐久性的配料(例如水泥、粉煤灰、一级掺和料、硅灰、矿粉、石灰粉)；实现抗水性的配料(例如防水剂)；实现抗裂性的配料(例如膨胀剂、减缩抗裂减水剂，有些工程中还包括网格布)；实现粘结性的配料(例如环氧乳液、固化剂)；其中可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维素可起增稠保水、在浆体内部空隙成膜等作用，当然，实际使用层面，本发明砂浆中的各组分在发挥上述功能的同时，相互之间也具有协同作用才能确保砂浆在使用过程中的整体效果。

(2)本发明将合理种类与配比的胶凝材料、外加剂和与砂子混合在一起，可有效提高砂浆密实度，从而提高砂浆的强度、耐久性等，通过调整配比及纤维掺量可大大提高砂浆的韧性，其他组分可以提高砂浆和易性以及优异的抗渗、粘结以及抗裂性能。

(3)本发明制备的复合砂浆具有防水抗裂、高延性、高粘结性、抗渗、抗有害离子侵蚀、无收缩、施工简单方便等优点，可用于建筑物外墙防水抗裂、卫生间墙面地面的刚性防水抗裂、电梯井、屋顶和地下室等地的刚性防水抗裂工程，另外由于其具有优异的耐久性，还可应用到港口、码头等需要防水、抗裂、耐腐蚀功能的水文工程领域。

(4)在仅有的单一界面进行新建或者修补施工时，本发明的材料仅需要加水搅拌，施工方式可采取人工压抹或者喷射的形式进行；如遇到新老界面同时存在时，在新老界面接缝处采取20mm左右宽的PVA网格布辅助高延性防水抗裂砂浆同时进行，可以提高砂浆的变形能力，有效的防止接缝处基体的开裂问题，解决新老混凝土接缝处易开裂的难题。

具体实施方式

本发明的复合砂浆所用配料除一级掺合料有特殊技术指标要求外，其他材料均为本领域常用材料。所有原材料符合国家环保要求，外加剂均为粉剂，且无毒无味。其中：

一级掺合料由粉煤灰微珠和磨细矿粉以合理的用量配置而成，其中粉煤灰微珠为粉煤灰经过提纯去掉惰性物质等杂质，再研磨之后的产物；磨细矿粉为钢厂水渣经过提纯加工、化学激发以及研磨等工序制成的活性为S95级的产物；且优选的，一级掺合料的细度为600～800目，高提纯粉煤灰微珠：磨细矿粉比例为(5～7)：(3～5)。

在本发明中，水泥的作用包括但不限于提高强度，可根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定选择相关具体性能的水泥。粉煤灰的作用包括但不限于利用其滚珠效应提高基体和易性以及降低水化热，优化孔隙结构，可根据GB175-2007《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》选择相关具体性能的粉煤灰。矿粉的作用包括但不限于保证基体后期强度及降低水化热和优化内部孔隙的作用，可根据GB/T 18046-2000《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》选择相关具体性能。石灰粉的作用包括但不限于提高基体抗拉强度及长期性能和耐久性，可根据JGJ/T 318-2014《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》选择相关具体性能。硅灰的作用包括但不限于提高基体粘结性能、优化孔隙率以及提高后期强度和耐久性，可根据GB/T 27690-2011《砂浆和混凝土用硅灰》选择具体性能。防水剂的作用包括但不限于为成膜阻隔水分子的进入，可根据_:JC/T 474-2008《砂浆、混凝土防水剂》选择具体性能。可再分散乳胶粉为柔性胶粉，其作用包括但不限于改善浆体和易性以及柔韧型，并且具有一定的粘结作用，可根据GB/T 23439-2009《混凝土外加剂》的有关要求选择具体性能。羟丙基甲基纤维素的作用包括但不限于为增稠保水，可根据粘度等级选择具体性能。环氧乳液的作用包括但不限于增加体系粘结性能以及防火性能。固化剂的作用包括但不限于辅助环氧乳液发挥固化作用，可根据GB14907-2002《钢构防火涂料》中的有关要求选择具体性能。膨胀剂的作用包括但不限于为减少浆体收缩率，可根据GB/T 23439-2009《混凝土膨胀剂》选择具体性能。减水剂的作用包括但不限于减少拌合物用水量，可根据JG/T 223-2017《聚羧酸系高性能减水剂》选择具体性能。聚乙烯醇可选用增强用粉末状外加剂。石英砂为合理级配的石英砂，例如：石英中砂的粒径为40～70目，石英细砂的粒径为70～110目，石英粉的粒径为200～300目。

作为示例性说明，以下实施例中所用的水泥为P.O32.5硅酸盐水泥，初凝时间≥45min，终凝时间≤720min；粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，烧失量≤5％，三氧化硫含量≤3％，含水量≤1％；矿粉为600～800目超细矿粉，细度d90＜10μm，平均粒径5μm；石灰粉细度为300～400目，CaO≥90％；硅灰选用SF88型，细度2000～2500目；一级掺合料由粉煤灰微珠和磨细矿粉的细度均为600～800目，两者的质量配比为粉煤灰微珠：磨细矿粉为7：3；石英中砂的粒径为40～70目，石英细砂的粒径为70～110目，石英粉的粒径为200～300目，含泥量＜3％；通用1101型可再分散乳胶粉；环氧乳液型号为AB-EP-20；固化剂型号为AB-HPA；防水剂为JX-ⅢW型硅质防水剂；聚乙烯醇为增强用粉末状，细度为110～160目；减水剂为减水率为25％的聚羧酸减缩抗裂减水剂；羟丙基甲基纤维素选用HPMC 20万粘度纤维素；膨胀剂为HCSA高性能混凝土膨胀剂；聚乙烯醇纤维长度12mm，直径39μm，抗拉强度1600MPa，弹性模量39GPa。

以下实施例中各性能的测试方法分别为：《聚合物水泥防水砂浆》JC/T984-2011、《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-1999、《高延性混凝土应用技术规程》DBJ61/T 112-2016、《水泥砂浆抗裂性能试验方法》JC/T 951-2005。

实施例1：

按照表1原料的质量配比，采用以下方法拌和砂浆：

(1)取水泥、粉煤灰、矿粉、石灰粉、硅灰、一级掺和料、可再分散乳胶粉、防水剂、羟丙基甲基纤维素、环氧乳液、固化剂、膨胀剂、聚乙烯醇粉末和减水剂放入搅拌机内以45～70r/min的转速搅拌30s搅拌，然后加入石英砂同样的转速继续搅拌30s；

(2)接着加水以同样的转速搅拌3～5min，最后加入聚乙烯醇纤维，搅拌3～5min搅拌得到高延性防水抗裂复合砂浆。

表1高延性防水抗裂复合砂浆配方表(单位：Kg/m³)

该实施例制备的高延性防水抗裂复合砂浆的韧性、防水抗裂性能和强度性能测试结果如表2所示。

表2

对比例1：

该对比例与实施例1不同的是砂浆中不含有可再分散乳胶粉，该对比例砂浆的性能测试如下表3所示：

表3

对比例2：

该对比例与实施例1不同的是砂浆中不含有防水剂，该对比例砂浆的性能测试如下表4所示：

表4

对比例3：

该对比例与实施例1不同的是砂浆中不含有防水剂和可再分散乳胶粉，该对比例砂浆的性能测试如下表5所示：

表5

实施例2：

按照表6所示原料配制制备砂浆。

表6

该实施例砂浆的韧性、防水抗裂性能和强度性能的测试如表7所示。

表7

实施例3：

按照表8所示配方制备砂浆。

表8(单位：Kg/m³)

该实施例制得的砂浆的相关性能测试结果如表9所示。

表9

对比例4：

按照表10所示制备砂浆。

表10(单位：Kg/m³)

该对比例的砂浆的相关性能测试如表11所示。

表11

对比例5：

按照表12所示配方制备砂浆。

表12(单位：Kg/m³)

该对比例所制得的砂浆的相关性能测试如表13所示。

表13

在建筑单一界面(如墙面、穹顶、屋顶等)的新建或者修补实际工程中，采用本发明的复合砂浆进行施工时的工艺包括：先将所有胶凝材料和粉剂进行搅拌一分钟，然后加水搅拌三分钟，最后加入纤维搅拌五分钟即可进行施工，施工时一般抹灰工压抹即可，遇到穹顶或者较高的地方可以选用喷射施工方式，喷射完成由工人进行收光即可，操作简单方便。

在界面(如：建筑的剪力墙-填充墙界面等)连接处的实际工程中，例如遇到新老界面交叉的地方时，针对两界面的收缩率和弹性模量等参数的差异，可以将新老界面基层处沿接缝处向外各剔凿(如10mm～20mm宽)，先压抹一层本发明的砂浆，然后铺一层合理尺寸(如12.5×12.5mm)的网格布，在网格布上再压抹一层高延性防水抗裂砂浆，利用砂浆和网格布的复合作用对新老界面的变形进行控制，从而有效的防止新老界面连接处裂缝的产生。其中，PVA网格布网的作用包括但不限于在遇到两种收缩率不同的基层时，利用网格布增强浆体对新老界面的拉结能力，例如：眼尺寸为12.5～20mm×12.5～20mm，单纤规格1.5d，30～40mm，经纱300～400tex，纬纱300～400tex。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims

1.一种高延性防水抗裂复合砂浆，其特征在于，由以下质量份的组分制成：

水泥300～550份、粉煤灰225～450份、矿粉150～390份、石灰粉100～350份、硅灰75～150份、一级掺和料80～120份、石英砂400～1200份、可再分散乳胶粉30～40份、防水剂6～10份、聚乙烯醇粉末3～4份、环氧乳液24～40份、固化剂4～8份、减水剂1.2～2.5份、羟丙基甲基纤维素2～3份、膨胀剂30～50份、聚乙烯醇纤维12～19.8份；所述一级掺和料由粉煤灰微珠和磨细矿粉配置而成。

2.如权利要求1所述的高延性防水抗裂复合砂浆，其特征在于，所述粉煤灰微珠与磨细矿粉的质量比为(5～7)：(3～5)，其中粉煤灰微珠球形颗粒占80％～85％，流动度比为1:1；所述一级掺和料的细度为600～800目。

3.如权利要求1所述的高延性防水抗裂复合砂浆，其特征在于，所述石英砂由石英中砂400～680份、石英细砂200～350份、石英粉50～100份配置而成。

4.如权利要求1所述的高延性防水抗裂复合砂浆，其特征在于，还包括PVA网格布。

5.如权利要求1所述的高延性防水抗裂复合砂浆，其特征在于，还包括水350～380份。

6.权利要求1所述高延性防水抗裂复合砂浆的拌和方法，其特征在于，方法包括：先将水泥、粉煤灰、矿粉、石灰粉、硅灰、一级掺和料、可再分散乳胶粉、防水剂、羟丙基甲基纤维素、膨胀剂、环氧乳液、固化剂、聚乙烯醇粉末和减水剂混合；然后加入石英砂混合，接着加水混合，最后加入聚乙烯醇纤维混合均匀。

7.一种建筑单一界面抹灰施工方法，其特征在于，方法包括：将权利要求1所述砂浆拌和好后，在建筑界面进行抹灰，或者将拌和好的砂浆喷射至建筑界面。

8.一种建筑界面连接处施工方法，其特征在于，方法包括：在建筑界面连接处压抹权利要求1所述砂浆，之后在砂浆上铺设PVA网格布，接着在网格布上压抹权利要求1所述砂浆。