一种全机制砂湿拌砂浆及其加工方法
技术领域
本发明涉及湿拌砂浆加工技术领域,尤其涉及一种全机制砂湿拌砂浆及其加工方法。
背景技术
湿拌砂浆是指胶凝材料、细集料、外加剂和水以及根据性能确定的各种组分,按一定比例,在搅拌站经计量、拌制后,用搅拌运输车运至使用地点,放入专用容器储存,并在规定时间内使用完毕的砂浆拌合物。湿拌砂浆的工作原理类似于商品湿拌砂浆,商品湿拌砂浆搅拌站即可同时进行湿拌砂浆的生产。
细集料主要包括机制砂和河砂,其中河砂来自河流开采,其开采过程必然导致河流生态遭到破坏,不利于生态环境保护。
中国发明CN110627450A公开了一种采用机制砂和河砂混合作为细集料制成的湿拌砂浆,其使用的河砂比例高达30%,对该湿拌砂浆进行推广,必然会对河流生态造成巨大破坏。而利用废弃物料进行再生建材生产,能够减少废弃物料对环境的污染,同时变废为宝、降低建材的生产成本。中国发明CN109824303A公开了一种利用废弃物料加工的湿拌砂浆,主要包括水泥、石粉料浆、机制砂、粗骨料、外加剂和水,其中石粉料浆在加工过程中使用了絮凝剂对大理石锯末进行处理,将大理石锯末二次回收使用,避免了二次污染,同时有效提高了湿拌砂浆的抗压性、提高湿拌砂浆的品质。但其在加工过程中使用多种改性材料、植物提取物等为辅料,这些辅料本身的加工过程复杂,成分复杂,不适合与湿拌砂浆生产企业实践推广。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足,发明提供了一种全机制砂湿拌砂浆,全部使用机制砂进行加工,避免使用河砂,其解决了现有技术中利用废弃物料进行湿拌砂浆进行生产时所使用的辅料成分、及加工过程复杂不利于在湿拌砂浆生产企业中得以推广的问题。
根据发明的实施例,一种全机制砂湿拌砂浆,其依重量计,包括以下:180~200份水泥、18~22份粉煤灰、8~12份石灰石粉、8~12份半水石膏、18~22份玻化微珠、180~220份水、3~7份外加剂、20~30份活性污泥和1200~1600份机制砂;所述水来自淀粉含量为8~12%的淀粉浆废液;所述外加剂包括3%的淀粉酶、5%的乳胶粉、2%的十二烷基硫酸钠、90%的葡萄糖酸钠。
进一步地,所述活性污泥的SOUR值为8~20mgO2/(gMLVSS·h),其SDI值为300~350g/ml。
根据发明的实施例,本申请还提供了上述一种全机制砂湿拌砂浆的加工方法,包括下述步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,加温至40~45℃酶解5~8h,降至常温,然后拌入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠;
S2、取S1中所得3/10向其中加入活性污泥以及半水石膏,另7/10中加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,分别搅拌均匀;
S3、将S2中所得混合搅拌均匀后加入机制砂继续在500~600r/min下搅拌0.5~1h,然后降速至60~80r/min持续搅拌。
进一步地,所述S1中酶解过程中持续30~50r/min的搅拌,拌入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠过程中持续80~100r/min搅拌20~30min。
进一步地,所述S2中加入活性污泥以及半水石膏过程持续30~50r/min搅拌4~5h,加入水泥、并向其中加入粉煤灰、石灰石粉、半水石膏和玻化微珠过程持续30~50r/min搅拌0.5~1h。
进一步地,所述S3中混合搅拌持续30~50r/min搅拌0.5~1h。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:
1、本发明所提供湿拌砂浆全部使用机制砂进行生产,避免了河砂的使用,提高了湿拌砂浆的加工性能以及强度等性能,提高质量的同时起到了河流生态环境保护的目的;
2、原料中的石灰石粉来源广泛,可以采用大理石锯末、瓷砖锯末等建筑废材替换,同时还首次采用淀粉生产废水和城市生活产生的活性污泥,避免建筑废材、淀粉工业以及活性污泥对环境造成二次污染;而本发明首次尝试将活性污泥用于湿拌砂浆的制作,能够与经淀粉酶(外加剂)水解后的淀粉浆废液发生一定程度的生化反应,在砂浆拌和过程中产气,协同其他引气成分(十二烷基硫酸钠)增强外加剂的引气作用,而且也能够协同乳胶粉(外加剂)产生更稳定的凝胶组分,以改善砂浆的保水性,使得砂浆的性能更佳。
综上,本发明提供了一种质量更稳定、品质更高的废弃物料再生湿拌砂浆,降低生产成本的同时能够大量消耗废弃物料;本发明完全摒弃了河砂的使用,并没有因为缺少河砂而使得湿拌砂浆的品质遭受损失,反而使得湿拌砂浆的凝结时间和抗压强度等性能均得以提升。而且,该湿拌砂浆生产过程中使用的外加剂通过独特设计,利用市售易得的淀粉酶、乳胶粉等成分搭配常规的引气剂配料,使它们与活性污泥共同应用到湿拌砂浆的制作,让湿拌砂浆尤其在稠度和保水性指标上得到很大的改善,不会影响企业的正常生产,能够在湿拌砂浆企业中得以推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
实施例1
本实施例1中提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表1所示:
表1
上表1所述湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在40℃下酶解5h,然后降温至20℃,过程中持续30r/min的搅拌;继续增速至80r/min搅拌30min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中依次加入活性污泥和半水石膏,过程中持续30r/min搅拌5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,过程中持续30r/min搅拌1h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续30r/min搅拌1h,然后加入机制砂后增速至500r/min下搅拌1h,然后降速至60r/min进行持续搅拌。
实施例2
本实施例2提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表2所示:
表2
上表2所述湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在42℃下酶解6.5h,然后降温至20℃,过程中持续40r/min的搅拌;继续增速至90r/min搅拌25min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中依次加入活性污泥和半水石膏,过程中持续40r/min搅拌4.5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,过程中持续40r/min搅拌0.75h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续40r/min搅拌0.75h,然后加入机制砂后增速至550r/min下搅拌0.75h,然后降速至70r/min进行持续搅拌。
实施例3
本实施例3提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表3所示:
表3
上表3所述湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在45℃下酶解8h,然后降温至20℃,过程中持续50r/min的搅拌;继续增速至100r/min搅拌20min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中依次加入活性污泥和半水石膏,过程中持续50r/min搅拌4h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,过程中持续50r/min搅拌0.5h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续50r/min搅拌0.5h,然后加入机制砂后增速至600r/min下搅拌0.5h,然后降速至80r/min进行持续搅拌。
对比例1
本对比例1提供了一种湿拌砂浆,其组成按重量计如表4所示:
表4
上述表4所述湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠依次加入水中,加入过程中持续90r/min搅拌25min,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中依次加入活性污泥和半水石膏,过程中持续40r/min搅拌4.5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,过程中持续40r/min搅拌0.75h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续40r/min搅拌0.75h,然后加入机制砂后增速至550r/min下搅拌0.75h,然后降速至70r/min进行持续搅拌。
对比例2
本对比例2提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表5所示:
表5
上述表5所述全机制砂湿拌砂浆的其加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在42℃下酶解6.5h,然后降温至20℃,过程中持续40r/min的搅拌;继续增速至90r/min搅拌25min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中加入半水石膏,过程中持续40r/min搅拌4.5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,过程中持续40r/min搅拌0.75h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续40r/min搅拌0.75h,然后加入机制砂后增速至550r/min下搅拌0.75h,然后降速至70r/min进行持续搅拌。
对比例3
本对比例3提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表6所示:
表6
上述表6所述全机制砂湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在42℃下酶解6.5h,然后降温至20℃,过程中持续40r/min的搅拌;继续增速至90r/min搅拌25min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、kg十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中加入活性污泥,过程中持续40r/min搅拌4.5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,过程中持续40r/min搅拌0.75h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续40r/min搅拌0.75h,然后加入机制砂后增速至550r/min下搅拌0.75h,然后降速至70r/min进行持续搅拌。
对比例4
本对比例4提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表7所示:
表7
上述表7所述全机制砂湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在42℃下酶解6.5h,然后降温至20℃,过程中持续40r/min的搅拌;继续增速至90r/min搅拌25min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中依次加入活性污泥和半水石膏,过程中持续40r/min搅拌4.5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰和玻化微珠,过程中持续40r/min搅拌0.75h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续40r/min搅拌0.75h,然后加入1400kg机制砂后增速至550r/min下搅拌0.75h,然后降速至70r/min进行持续搅拌。
对比例5
本对比例5提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表8所示:
表8
上述表8所述全机制砂湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在42℃下酶解6.5h,然后降温至20℃,过程中持续40r/min的搅拌;继续增速至90r/min搅拌25min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中依次加入活性污泥和半水石膏,过程中持续40r/min搅拌4.5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰和石灰石粉,过程中持续40r/min搅拌0.75h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续40r/min搅拌0.75h,然后加入机制砂后增速至550r/min下搅拌0.75h,然后降速至70r/min进行持续搅拌。
对比例6
本对比例6提供了一种全机制砂湿拌砂浆,其组成按重量计如表9所示:
表9
上述表9所述全机制砂湿拌砂浆的加工过程包括以下步骤:
S1、将淀粉酶加入淀粉浆废液中,在42℃下酶解6.5h,然后降温至20℃,过程中持续40r/min的搅拌;继续增速至90r/min搅拌25min,并在搅拌过程中依次加入乳胶粉、十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸钠,将所得分成3:7两个组分待用;
S2、向上述3/10的组分中依次加入活性污泥和半水石膏,过程中持续40r/min搅拌4.5h;
S3、向另7/10的组分中依次加入水泥、粉煤灰、石灰石粉和玻化微珠,过程中持续40r/min搅拌0.75h;
S4、将S2和S3步中所得混合,混合过程持续40r/min搅拌0.75h,然后加入机制砂和河砂后增速至550r/min下搅拌0.75h,然后降速至70r/min进行持续搅拌。
对比例7
采用背景技术中的CN110627450A提供的配方,制作湿拌砂浆。具体地:
实施例2:一种环保型抹灰砂浆采用如下方法制备而得:
取水泥240kg、粉煤灰65kg、细骨料1050kg、水250kg、保塑剂3kg以及调凝剂1kg,混合均匀,得到环保型抹灰砂浆;其中,细骨料由重量比为7:3的河砂和机制砂混合而成;砂的细度模数为1.2,含泥量<1.0%;所述机制砂的细度模数为2.4,MB值为0.5;保塑剂选自保塑剂的制备例2制备而得;调凝剂选自调凝剂的制备例2制备而得。
保塑剂的制备例2:取皂土40kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10kg、沸石粉10kg、羟丙基甲基纤维素2kg,将其升温至50℃后,搅拌10min后,加入木质磺酸钙2kg、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱1kg、十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱1kg、焦磷酸钠1kg以及脂肪酸甲酯磺酸钠0.3kg,混合均匀,得到保塑剂。
调凝剂的制备例2:甲酸钙20kg、聚丙烯酸钠3kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3kg、葡萄糖酸钠1kg、氧化钙1kg以及氧化锌0.2kg,将其经过研磨过筛后,得到细度为600-800目的速凝剂。
取实施例1~3以及对比例1~7中所得湿拌砂浆,根据国标GB/T 25181-2019、及其他相关标准进行各项性能对比试验,数据参见表10所示:
表10
上表10中可以看出,实施例1~3提供的湿拌砂浆各项指标均良好,其中2h稠度损失率保持在极低水平,说明其具有更长的稠度保持时间,在使用时能够存放更长时间,不会因过早失水变干而导致无法正常使用;对比例1~6中的2h稠度损失率均偏大,其中:
对比例1、2、3和5的稠度损失率均大于30%,不符合相关质量标准。
具体地,与本发明的实施例2相比:
对比例1中缺少了淀粉浆废液、以及用于水解淀粉浆废液的淀粉酶,导致其稠度损失率高于30%,比实施例2高出35.9%,说明淀粉浆废液对增强湿拌砂浆的稠度保持具有重要贡献,能够使得湿拌砂浆的稠度长时间保持较高水平;同时其28d抗压强度较实施例2低6.5Mpa;和易性差,在12h即凝结,失去了加工性;采用对比例1提供的湿拌砂浆进行抹墙施工后,墙面出现明显空鼓现象和开裂现象。
对比例2中缺少了活性污泥,导致其稠度损失率高于30%,比实施例2高出32.4%,略低于对比例1,这说明活性污泥对增强湿拌砂浆的稠度保持具有重要贡献,能够使得湿拌砂浆的稠度长时间保持较高水平,且这种作用强度略低于淀粉浆废液;同时,其28d抗压强度较实施例2低5.7Mpa;和易性差,在15h即凝结,失去了加工性;采用对比例2提供的湿拌砂浆进行抹墙施工后,墙面出现明显空鼓现象和开裂现象。
对比例3缺少了半水石膏,其稠度损失率最高,达到了43.5%,比实施例2高出39.2%,这说明半水石膏对湿拌砂浆的稠度保持贡献率最高,能够使得湿拌砂浆的稠度长时间保持较高水平;同时,缩短了凝结时间,缩短程度较对比例1和对比例2小,并且其28d抗压强度较实施例2低5.4Mpa,说明半水石膏对抗压强度的影响较淀粉浆废液和活性污泥小;和易性差,在17h即凝结,失去了加工性;采用对比例3提供的湿拌砂浆进行抹墙施工后,墙面出现明显空鼓现象和开裂现象。
对比例5缺少了玻化微珠,其稠度损失率略高于30%,达到31.2%,比实施例2高出26.9%,其凝结时间为19h,能够较长时间保持一定的加工稠度,使得其具备一定的加工性能,这说明玻化微珠对稠度保持具有一定的贡献;同时其28d抗压强度也较对比例1-4高,但是低于实施例2中的16.7Mpa;采用对比例5提供的湿拌砂浆进行抹墙施工后,墙面出现少量空鼓现象和少量开裂现象。
对比例4、对比例6和对比例7的稠度损失率小于30%。
具体地,与实施例2相比:
对比例4少了石灰石粉,其稠度损失率为22.3%,凝结时间为19h,能够较长时间保持一定的加工性能,同时使得其28d抗压强度低于实施例2的16.7Mpa;采用对比例4提供的湿拌砂浆进行抹墙施工后,墙面出现少量空鼓现象,同时未见明显开裂现象;
对比例6中采用30%的河砂加70%的机制砂替代实施例2中的机制砂,提供了一种河砂、机制砂混合的湿拌砂浆,其2h稠度损失率为19.2%,凝结时间为17h,28d抗压强度高于对比例1-5,达到了13.5Mpa,在较长时间内能够提供具备加工性能的湿拌砂浆,但是所提供的湿拌砂浆28d抗压强度明显低于实施例2,低出3.2Mpa,同时,其2h稠度损失率明显高于实施例2,高出14.9%。
对比例6和对比例7中的河砂和机制砂比例一致,但是可以看出对比例7各项指标均优于对比例6,说明本申请提供的配方中如果参入河砂,会导致湿拌砂浆的品质下降,主要体现在稠度损失率、凝结时间、28d抗压强度以及加工性能上的损失。
对比例7提供的湿拌砂浆与实施例1-3提供的湿拌砂浆在稠度损失率方便是相当的,都属于极低水平,稠度、保水率和加工性能均相近,但是实施例1-3的凝结时间更长,达到33h,且28d抗压强度也更高,达到16.9Mpa。这说明本申请采用全机制砂配方并没有降低湿拌砂浆的品质,相反提高了湿拌砂浆的某些质量参数。
上述实施例1、2、3,所述活性污泥的SOUR值分别为8、14、20mgO2/(gMLVSS·h),其SDI值分别为300、325、350g/ml,对比例1、3、4、5、6中与实施例2中的一致;
特别地,活性污泥的加入,其中含有各种微生物和有机质等,能够与经淀粉酶水解后的淀粉浆废液发生一定程度的生化反应,如:微生物降解、有机质发酵等,在砂浆拌和过程中这些生化反应伴随着产气,这些生化反应带来的产气作用能够协同其他引气成分而增强引气作用;同时,经过微生物降解、有机质发酵等反应后产生的产物使得组织系统能够变得更加均一,起到协同乳胶粉产生更稳定的凝胶组分,以及改善砂浆的保水性,使得砂浆的性能更佳。
结合表10中实施例1、2和3的数据可以看出,活性污泥的SOUR值和SDI值与湿拌砂浆的初始稠度、保水率、以及28d抗高压强度均呈现正相关。
综上,本申请提供了一种不使用河砂的机制砂湿拌砂浆,其将湿拌砂浆的2h稠度损失率可低至5%,能够长时间保持不凝结,凝结时间达到23h,使得其长时间具备优良的施工性能;同时,其28d抗压强得以从12.1Mpa提升至16.7Mpa以上。而原料中的石灰石粉来源广泛,同样可以采用大理石锯末、瓷砖锯末等建筑废材替换,同时还利用了淀粉生产废水以及城市生活产生的活性污泥,避免建筑废材、淀粉工业以及活性污泥对环境造成二次污染。即,本发明提供了一种质量更稳定、品质更高的废弃物料再生湿拌砂浆,降低生产成本的同时能够大量消耗废弃物料;生产过程中使用的外加剂成分简单,可以市售购得,不会影响企业的正常生产,能够在湿拌砂浆企业中得以推广。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。