CN111848063B - 一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂及其制备方法。该硬化剂由如下重量百分数的材料混合搅拌反应而成：高贝利特硫铝酸盐水泥10～20％、骨料60～80％、高岭土3～5％、石灰1～2％，其它矿物外加剂5～10％、胶粉0.5～2％、缓凝剂0.05～0.1％、减水剂0.05～0.1％、色料0～3％。本发明制备的硬化剂突破了在硅酸盐水泥基混凝土上应用硫铝酸盐水泥基硬化剂的限制；解决了现有水泥基耐磨地坪表面塑性裂纹问题。本发明制备的硬化剂具有超高的强度和表面硬度，且分散性能好，大大提高了各原料的相容性和结合力，性能增强，实现了耐磨层与基层的超高粘结强度。

Description

一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂及其制备 方法
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂及其制备方法。
背景技术
水泥基耐磨地坪系统是一种高性价比的重载地坪，它是在现浇混凝土初凝阶段撒布水泥基耐磨材料(硬化剂)，经镘抹后形成的坚硬、耐磨、耐冲击的地坪系统，可用于仓库、各类工业厂房车间、停车场及其他重型机械行走的场所。其中的混凝土地面用水泥基耐磨材料(水泥基硬化剂)是由硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、耐磨骨料为基料，加入适量添加剂组成的干混材料。通常情况下由水泥基硬化剂形成的耐磨层厚度在3～5mm，它与基层混凝土构成水泥基耐磨地坪系统，这3～5mm厚的耐磨层直接影响着整个地坪系统的寿命，起皮、脱层空鼓、开裂是地坪工程项目中常见的弊病。
中国专利申请CN109836104A公开了一种高抗裂耐磨地坪材料及其制备方法，通过加入纤维材料改善地坪材料的内部结构，避免出现微裂纹情况，减少裂缝的延伸，从而增强地坪材料的韧性和抗渗性及耐磨性。中国专利申请CN108975809A公开了一种干撒式地面硬化剂及其使用方法，利用经过处理和级配优化的铜渣作骨料提高地面耐磨性、表面强度、抗冲击能力以及抗油性。目前在解决水泥基耐磨地坪出现的微裂纹、空鼓开裂、起皮等问题时主要通过选择骨料、优化骨料级配和添加纤维等方法，均是在硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥为胶凝材料的基础行进行的。因耐磨地坪在施工过程中存在初凝阶段的混凝土提浆工序，提浆后进行干撒水泥基耐磨材料，这很难保证整个耐磨层材料组成均匀一致，一旦出现浆体富集区域就会造成塑性开裂，甚至空鼓脱层。这主要是因为以水泥为主的富浆区收缩率要远大于骨料均匀区域。
发明内容
本发明的目的在于开发一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂，解决传统意义上的水泥基硬化剂地坪易开裂、易空鼓问题，实现水泥基耐磨地坪与建筑同寿命的要求。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方法予以实现：
本发明提供了一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂，由如下重量百分数的材料混合搅拌反应而成：高贝利特硫铝酸盐水泥10～20％、骨料60～80％、高岭土3～5％、石灰1～2％，其它矿物外加剂5～10％、胶粉0.5～2％、缓凝剂0.05～0.1％、减水剂0.05～0.1％、色料0～3％。
进一步的，所述高贝利特硫铝酸盐水泥采用以下强度等级中的一种：42.5、52.5或62.5；所述骨料为石英砂、金刚砂和合金中的一种或几种；所述矿物外加剂为矿粉、硅灰和粉煤灰中的一种或几种；所述缓凝剂为酒石酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或几种。
本发明还提供了一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硼氢化钠溶于氨水中，得硼氢化钠-氨水溶液，然后将其同高岭土混合，搅拌均匀，然后将其烘干，粉碎，然后在800-900℃下煅烧2h；
(2)将煅烧后的高岭土加入β-(3，4-环氧己基)乙基三甲氧基硅烷和水，升温至80-90℃，搅拌2h后进行抽滤，然后烘干后粉碎得煅烧高岭土；
(3)将煅烧高岭土同其他原料混合搅拌均匀即可。
进一步的，所述硼氢化钠在氨水中的浓度为0.25mol/L；所述硼氢化钠和高岭土的质量比1：800。
进一步的，所述高岭土和β-(3，4-环氧己基)乙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.01-0.02；所述高岭土和水的质量比为1：20。
进一步的，所述烘干均为在35-40℃下进行。
本发明所使用的色料可选无机颜料，也可以选有机色浆，亦或不加。
本发明的有益效果为
(1)本发明制备的硬化剂突破了在硅酸盐水泥基混凝土上应用硫铝酸盐水泥基硬化剂的限制，尤其适用于在特种混凝土或特种砂浆地面上制备水泥基耐磨地坪，解决了现有水泥基耐磨地坪表面塑性裂纹问题。
(2)本发明制备的硬化剂具有超高的强度和表面硬度，且分散性能好，大大提高了各原料的相容性和结合力，性能增强，实现了耐磨层与基层的超高粘结强度。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。
本发明煅烧高岭土预先进行处理高岭土后进行煅烧，具体步骤如下：
(1)将硼氢化钠溶于氨水中，得浓度为0.25mol/L的硼氢化钠-氨水溶液，然后将其同高岭土混合，按照硼氢化钠和高岭土的质量比1：800的添加量搅拌均匀，烘干粉碎，然后在800-900℃下煅烧2h；
(2)按照每份煅烧后的高岭土加入0.01份的β-(3，4-环氧己基)乙基三甲氧基硅烷和20份的水，升温至80℃，在80-90℃的温度下搅拌2h后进行抽滤，然后烘干后粉碎得煅烧高岭土。
实施例1I型水泥基硬化剂
高贝利特硫铝酸盐水泥：强度等级42.5 18％
骨料：6-10目石英砂36％，40-70目石英砂20％，70-140目石英砂5％
煅烧高岭土：5％
石灰：1.5％，
其它矿物外加剂：硅灰4％，矿粉5％
胶粉：1.0％
缓凝剂：酒石酸0.05％，柠檬酸0.05％
减水剂：0.1％
色料：钛白粉2.5％，氧化铁红1.5％
具体性能见表1。
表1材料物化性能指标
Figure BDA0002579466000000031
实施例2II型水泥基硬化剂
高贝利特硫铝酸盐水泥：强度等级52.5 16％
骨料：级配金刚砂63％
煅烧高岭土：5％
石灰：1.5％，
其它矿物外加剂：硅灰4％，矿粉5％
胶粉：1.0％
缓凝剂：酒石酸0.05％，柠檬酸0.05％
减水剂：0.1％
色料：钛白粉2.0％，炭黑2.5％
具体性能见表2。
表2材料物化性能指标
Figure BDA0002579466000000041
实施例3I型水泥基硬化剂
高贝利特硫铝酸盐水泥：强度等级42.5 19.5％
骨料：6-10目石英砂36％，40-70目石英砂20％，70-140目石英砂5％煅烧高岭土：5％
石灰：1.5％，
其它矿物外加剂：硅灰4％，矿粉5％
胶粉：1.0％
缓凝剂：酒石酸0.05％，柠檬酸0.05％
减水剂：0.1％
色料：钛白粉2.5％
具体性能见表3。
表3材料物化性能指标
Figure BDA0002579466000000042
Figure BDA0002579466000000051
对比例1I型水泥基硬化剂
高贝利特硫铝酸盐水泥：强度等级42.5 19.5％
骨料：6-10目石英砂36％，40-70目石英砂20％，70-140目石英砂5％
煅烧高岭土：5％
石灰：1.5％，
其它矿物外加剂：硅灰4％，矿粉5％
胶粉：1.0％
缓凝剂：酒石酸0.05％，柠檬酸0.05％
减水剂：0.1％
色料：钛白粉2.5％
该对比例中高岭土的处理方法如下：
(1)将高岭土烘干粉碎，然后在800-900℃下煅烧2h；
(2)按照每份煅烧后的高岭土加入0.01份的β-(3，4-环氧己基)乙基三甲氧基硅烷和20份的水，升温至80℃，在80-90℃的温度下搅拌2h后进行抽滤，然后烘干后粉碎得煅烧高岭土。
具体性能见表4。
表4材料物化性能指标
Figure BDA0002579466000000052
对比例2I型水泥基硬化剂
高贝利特硫铝酸盐水泥：强度等级42.5 19.5％
骨料：6-10目石英砂36％，40-70目石英砂20％，70-140目石英砂5％
煅烧高岭土：5％
石灰：1.5％，
其它矿物外加剂：硅灰4％，矿粉5％
胶粉：1.0％
缓凝剂：酒石酸0.05％，柠檬酸0.05％
减水剂：0.1％
色料：钛白粉2.5％
该对比例中高岭土的处理方法如下：将高岭土烘干粉碎，然后在800-900℃下煅烧2h即可。
具体性能见表5。
表5材料物化性能指标
Figure BDA0002579466000000061
将实施例中采用的煅烧高岭土的方法和对比例1的方法制备的煅烧高岭土采用兰光白度计进行兰光白度检测，具体结果见表6。
表6
本发明 对比例1
兰光白度 88.73 73.12

Claims (8)

1.一种混凝土地面用高贝利特硫铝酸盐水泥基硬化剂的制备方法，其特征在于，所述硬化剂由如下重量百分数的材料混合搅拌反应而成：高贝利特硫铝酸盐水泥 10～20%、骨料 60～80%、高岭土 3～5%、石灰 1～2%，其它矿物外加剂 5～10%、胶粉0.5～2%、缓凝剂0.05～0.1%、减水剂 0.05～0.1%、色料0～3%；
具体包括以下步骤：
（1）将硼氢化钠溶于氨水中，得硼氢化钠-氨水溶液，然后将其同高岭土混合，搅拌均匀，然后将其烘干，粉碎，然后在800-900℃下煅烧2h；
（2）将煅烧后的高岭土加入β-（3，4-环氧己基）乙基三甲氧基硅烷和水，升温至80-90℃，搅拌2h后进行抽滤，然后烘干后粉碎得煅烧高岭土；
（3）将煅烧高岭土同其他原料混合搅拌均匀即可。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高贝利特硫铝酸盐水泥采用以下强度等级中的一种：42.5、52.5或62.5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述骨料为石英砂、金刚砂和合金中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述矿物外加剂为矿粉、硅灰和粉煤灰中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缓凝剂为酒石酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼氢化钠在氨水中的浓度为0.25mol/L；所述硼氢化钠和高岭土的质量比1：800。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高岭土和β-（3，4-环氧己基）乙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.01-0.02；所述高岭土和水的质量比为1：20。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干均为在35-40℃下进行。
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