CN112321223A

CN112321223A - 一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料及其制备方法

Info

Publication number: CN112321223A
Application number: CN202011111119.8A
Authority: CN
Inventors: 郭建民; 傅建勋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2040-10-16
Also published as: CN112321223B

Abstract

本发明属于地坪材料的技术领域，具体涉及一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料及其制备方法。所述地坪材料的组分包括硅酸盐水泥、石英砂骨料、高效缓凝复配减水剂、乳胶粉/纤维素醚复配物、活性硅微粉、石墨/导电炭黑复配物以及颜料；通过选择低含量或不含金属的原料，添加石墨/导电炭黑的复配物，有效降低地坪摩擦系数，减小摩擦力，避免金属器物摩擦或冲击地面时，可以有效解决被动摩擦发生火花的问题；添加活性硅灰粉能够提高混凝土强度、渗透性以及耐久性，开发出不发火性、高强度、高耐磨的地坪材料，有效地满足石化工业、军工业、易燃易爆存储业的需求，增加既保证安全、又能够满足抗重压、耐磨的防爆地坪选择。

Description

一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料及其制备方法

技术领域

本发明属于地坪材料的技术领域，具体涉及一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料及其制备方法。

背景技术

据悉，有96％以上的水泥基材料为不燃物，但在实际应用过程中，水泥基材料仍然会出现火花现象，而火花现象的成因有两种可能：一是当物体靠近水泥基材料时，可能产生的静电电场击穿介质并产生放电，即发生静电火花；二是当物体进行高速摩擦或者冲击性接触时，形成了摩擦或冲擦，会出现动能转化为热能，脱落的微粒含有金属微粒或氧化物微晶时，温度骤升达到发光，即发生摩擦火花。

当前市场产品中，如混凝土地面不发火抹面材料，但存在抗折抗压强度、表面硬度等性能低的缺陷；如不发火水泥砂浆面层，其砂料选用石灰石、白云石、抹灰构造，其工法近似水泥砂浆M10～M15，存在强度等级低、无法满足重载需求等的缺陷；如防静电水磨石面层，骨料选用石灰石、白云石，水磨石构造，工法近似碎石混凝土C15～C20，存在抗压、抗冲击性能低，无法满足重载需求等的缺陷；还有的地坪材料配方体系中富含铁成分和金属微粒，在摩擦或冲擦时，能量转换，微晶粒瞬间升温，容易发生火花。

还有一些地坪材料所具有的不发火、防爆、防静电的性能比较差，性能较差或者不符合规范的地坪材料可能会发出难闻的气味，有害气体会影响人们的身体健康，靠近绿化地段的还会破坏生态环境。

还有存在着无规范的产品，譬如“金属骨料性不发火耐磨地面”产品实际上与安全规范背道而驰，无规范的产品都隐伏着安全隐患。因此，亟需开发一种高强度、不发火、防静电、抗重、耐磨的安全高性能地坪材料。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料及其制备方法，提供一种具有高强度、不发火(防爆)、防静电、不燃烧性能的水泥基耐磨地坪材料。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料，所述地坪材料的组分包括硅酸盐水泥、石英砂骨料、高效缓凝复配减水剂、乳胶粉/纤维素醚复配物、活性硅微粉、石墨/导电炭黑复配物以及颜料；

按质量分数计，所述地坪材料中，硅酸盐水泥占32％～40％、石英砂骨料占53％～60％、高效缓凝复配减水剂占0.4％～0.5％、乳胶粉/纤维素醚复配物占0.1％～0.2％、活性硅微粉占1.6％～3.2％、石墨/导电炭黑复配物占2％～4％、颜料占1.2％～2％。

所述石英砂骨料的粒径为0.3-2.5mm，按粒径含量正态分布级配；

所述高效缓凝复配减水剂包括高效减水剂和缓凝减水剂，其复配比例为(6～12)：1；

所述高效减水剂包括萘磺酸系高效减水剂、密胺系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂的一种或以上；

所述缓凝减水剂包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠的一种或两种；

所述乳胶粉/纤维素醚复配物中乳胶粉和纤维素的复配比例为1：(0～1)；

所述石墨/导电炭黑复配物中石墨和导电炭黑的复配比例为(2～4):1。

本发明还提供了一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)原材料预处理：

将石英砂骨料酸洗除锈、磨圆，按粒径含量正态分布级配；

混合高效减水剂和缓凝减水剂，进行高速分散均匀得到高效缓凝复配减水剂；

混合石墨和导电炭黑，利用万能磨高速分散均匀得到石墨/导电炭黑复配物；

混合乳胶粉和纤维素醚，高速分散均匀得到乳胶粉/纤维素醚复配物；

2)原材料混合：将硅酸盐水泥、石英砂骨料、高效缓凝复配减水剂、乳胶粉/纤维素醚复配物、活性硅微粉、石墨/导电炭黑复配物以及颜料以分批次的方式混合，并分散均匀，即得地坪材料；

所述石英砂骨料按粒径含量正态分布级配，其比例为(10～15)：(30～35)：(30～35)：(10～15)：(5～10)；

所述硅酸盐水泥和原料选择不含铁铜锰元素或含量低的品种。

本发明的有益效果如下：

本发明的高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料，通过选择低含量或不含金属的原料，添加石墨/导电炭黑的复配物，有效降低地坪摩擦系数，减小摩擦力，避免金属器物摩擦或冲击地面时，可以有效解决被动摩擦发生火花的问题；添加活性硅灰粉能够提高混凝土强度、渗透性以及耐久性，开发出不发火性、高强度、高耐磨的地坪材料，有效地满足石化工业、军工业、易燃易爆存储业的需求，增加既保证安全、又能够满足抗重压、耐磨的防爆地坪选择；

本发明的耐磨地坪材料的制备方法，通过对石英砂表面沉积氧化物的酸洗除锈、打磨整形，除了能够解决主动摩擦发生火花问题，降低石英砂刺棱角比例，提高水泥石强度缩小相对石英砂强度差异降低粗糙度，以及石墨/导电炭黑复配物的润滑作用，优化原料混合配比，制备得到不发火、防静电的地坪材料。

具体实施方式

以下通过具体的实施案例对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。

实施例1

一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料：

1)原材料预处理：

将石英砂骨料酸洗除锈、磨圆至粒径为0.3-2.5mm，按粒径含量正态分布级配，比例为10:30:30:10:5；

取萘磺酸系高效减水剂和木质素磺酸钙以6：1混合，进行250r/min高速分散均匀得到高效缓凝复配减水剂；

取石墨和导电炭黑以2：1混合，利用万能磨280r/min高速分散均匀2～3次得到石墨/导电炭黑复配物；

取乳胶粉和纤维素醚以1：0.5混合，以250r/min高速分散均匀得到乳胶粉/纤维素醚复配物；

2)原材料混合：将32％硅酸盐水泥、60％石英砂骨料、0.4％高效缓凝复配减水剂、0.2％乳胶粉/纤维素醚复配物、1.6％活性硅微粉、4％石墨/导电炭黑复配物以及1.8％颜料分批投料，并分散均匀，即得地坪材料。

实施例2

一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料：

1)原材料预处理：

将石英砂骨料酸洗除锈、磨圆至粒径为0.3-2.5mm，按粒径含量正态分布级配，比例为15:35:35:15:10；

取密胺系高效减水剂和木质素磺酸钠钙以8：1混合，进行250r/min高速分散均匀得到高效缓凝复配减水剂；

取石墨和导电炭黑以3：1混合，利用万能磨280r/min高速分散均匀2～3次得到石墨/导电炭黑复配物；

取乳胶粉和纤维素醚以1：0.8混合，以250r/min高速分散均匀得到乳胶粉/纤维素醚复配物；

2)原材料混合：将34％硅酸盐水泥、58％石英砂骨料、0.5％高效缓凝复配减水剂、0.1％乳胶粉/纤维素醚复配物、2.4％活性硅微粉、3％石墨/导电炭黑复配物以及2％颜料分批投料，并分散均匀，即得地坪材料。

实施例3

一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料：

1)原材料预处理：

将石英砂骨料酸洗除锈、磨圆至粒径为0.3-2.5mm，按粒径含量正态分布级配，比例为10:35:35:10:5；

取聚羧酸高效减水剂和木质素磺酸钙以10：1混合，进行250r/min高速分散均匀得到高效缓凝复配减水剂；

取石墨和导电炭黑以4：1混合，利用万能磨280r/min高速分散均匀2～3次得到石墨/导电炭黑复配物；

取乳胶粉和纤维素醚以1：0.9混合，以250r/min高速分散均匀得到乳胶粉/纤维素醚复配物；

2)原材料混合：将37％硅酸盐水泥、56％石英砂骨料、0.4％高效缓凝复配减水剂、0.2％乳胶粉/纤维素醚复配物、2.7％活性硅微粉、2％石墨/导电炭黑复配物以及1.7％颜料分批投料，并分散均匀，即得地坪材料。

实施例4

一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料：

1)原材料预处理：

将石英砂骨料酸洗除锈、磨圆至粒径为0.3-2.5mm，按粒径含量正态分布级配，比例为15:30:30:15:10；

取萘磺酸系高效减水剂和木质素磺酸钠以12：1混合，进行250r/min高速分散均匀得到高效缓凝复配减水剂；

取乳胶粉和纤维素醚以1：1混合，以250r/min高速分散均匀得到乳胶粉/纤维素醚复配物；

将实施例1～4所制备的水泥基耐磨地坪材料应用于性能测试，

1.以《混凝土地面用水泥基耐磨材料》JC/T 906-2002的标准测试材料的硬度以及耐磨性能

表1地坪材料的硬度以及耐磨性能

按照JC/T906标准的I型产品指标来评价本发明地坪材料的耐磨和防爆性能，并根据表中提供的检测方法标准进行检测，检测结果如表1所示，本发明中实施例1～4所制备的地坪材料在抗折强度、抗压强度、耐磨度比和表面强度均达到相应的要求，甚至超过I型产品的指标，体现本发明地坪材料在耐磨和防爆性能方面均较为优异，表明其具有较好的承受重载和长期耐磨的性能，可以满足石化工程和军工工程的高防爆高耐磨地坪需求。

根据《混凝土配合比使用手册》中“路面混凝土抗折强度最低值”如表2所示的抗折强度和抗压强度数值，本发明所制备的地坪材料的应设定为不发火耐磨地坪。

表2路面混凝土抗折强度最低值

2.以《建筑地面工程施工质量验收规范》GB 50209-2010的标准测试材料的不发火性能

表3地坪材料的不发火性能

由表3可见，根据其防静电测试和不发火性能测试，本发明的实施例1～4的地坪材料的相应指标均符合要求，具有较为优异的不发火性能和防静电性能。

综上表明，本发明的高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料，其无机材料含量＞96％，燃烧等级达到A级，其具有高强度、高耐磨性能，满足工业地坪“抗重载、低磨耗、寿命长”需求，是比较理想的工业地坪产品，地坪材料的配料中不含或微量含有金属或金属氧化物成份，避免发生火花的物质基础，增强(水化凝固)水泥石硬度，减低水泥石与骨料硬度差距，减低摩擦系数，满足使用安全、高效防爆的要求。

Claims

1.一种高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料，其特征在于，所述地坪材料的组分包括硅酸盐水泥、石英砂骨料、高效缓凝复配减水剂、乳胶粉/纤维素醚复配物、活性硅微粉、石墨/导电炭黑复配物以及颜料。

2.由权利要求1所述的地坪材料，其特征在于，按质量分数计，所述地坪材料中，硅酸盐水泥占32%~40%、石英砂骨料占53%~60%、高效缓凝复配减水剂占0.4%~0.5%、乳胶粉/纤维素醚复配物占0.1%~0.2%、活性硅微粉占1.6%~3.2%、石墨/导电炭黑复配物占2%~4%、颜料占1.2%~2%。

3.由权利要求1或2所述的地坪材料，其特征在于，所述石英砂骨料的粒径为0.3-2.5mm，按粒径含量正态分布级配。

4.由权利要求1或2所述的地坪材料，其特征在于，所述高效缓凝复配减水剂包括高效减水剂和缓凝减水剂，其复配比例为（6~12）：1。

5.由权利要求1或2所述的地坪材料，其特征在于，所述高效减水剂包括萘磺酸系高效减水剂、密胺系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂的一种或以上。

6.由权利要求1或2所述的地坪材料，其特征在于，所述缓凝减水剂包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠的一种或两种。

7.由权利要求1或2所述的地坪材料，其特征在于，所述乳胶粉/纤维素醚复配物中乳胶粉和纤维素的复配比例为1：（0~1）。

8.由权利要求1或2所述的地坪材料，其特征在于，所述石墨/导电炭黑复配物中石墨和导电炭黑的复配比例为（2~4）:1。

9.一种权利要求1~8任一项所述的高强度、不发火、防静电、不燃烧、耐磨的地坪材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1）原材料预处理：

将石英砂骨料酸洗除锈、磨圆，按粒径含量正态分布级配；

2）原材料混合：将硅酸盐水泥、石英砂骨料、高效缓凝复配减水剂、乳胶粉/纤维素醚复配物、活性硅微粉、石墨/导电炭黑复配物以及颜料以分批次的方式混合，并分散均匀，即得地坪材料。

10.由权利要求9所述的水泥基耐磨地坪材料的制备方法，其特征在于，所述石英砂骨料按粒径含量正态分布级配，其比例为（10~15）：（30~35）：（30~35）：（10~15）：（5~10）。