CN112341088A - 一种易泵送砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及砂浆制备的技术领域，具体公开了一种易泵送砂浆及其制备方法。易泵送砂浆包括如下重量份数的原料：水泥350‑400份、砂子800‑1000份、水110‑130份、矿粉50‑100份、外加剂5‑8份，纤维2‑6份；其制备方法为：步骤一，将水泥、砂子、矿粉、外加剂和水混合，搅拌30‑60s得到搅拌均匀的预拌砂浆；步骤二，将其他原料和预拌砂浆混合，搅拌90‑120s得到易泵送砂浆。本申请的一种易泵送砂浆可用于超高层建筑泵送施工，其具有泵送性能良好且砂浆硬化后表面不易产生裂缝的优点。

Description

一种易泵送砂浆及其制备方法

技术领域

本申请涉及砂浆制备的技术领域，更具体地说，它涉及一种易泵送砂浆及其制备方法。

背景技术

随着城市进展的不断深化，在现代建筑中，40层以上或高度100米以上的建筑工程等越来越普遍，因此需要将砂浆向离地面距离较高的施工位置泵送。这些超高层建筑所需的砂浆一方面需要所用的砂浆有较高的硬化强度，另一方面需要砂浆有良好泵送性能，砂浆具有较好的泵送性是指砂浆具有良好的流动性、不易泌水、不堵塞管道等性质。

相关技术中，申请号为201510262228.2的申请文件公开了一种超高泵送可调凝砂浆，其成分配比如下：成分，单方用量配比(kg/m³):水泥480-520；矿渣微粉80-100；粉煤灰100-120；天然砂980-1000；外加剂6.6-7.4；拌合水235-245；外加剂为聚羧酸系高性能减水剂，超高泵送砂浆在3小时内砂浆流动度保持在240mm±30mm，初凝时间为5h-9h，终凝时间为6-12h，与对应的砂浆凝结时间相协调，易于400m及以上高度的超高泵送。

针对上述中的相关技术，发明人认为由于超高泵送可调凝砂浆具有较高的流动性，导致砂浆在塑性状态下水分减少过快，从而产生较大的收缩应力，当收缩应力大于砂浆自身的粘结强度时，砂浆表面容易产生裂缝。

发明内容

为了提高砂浆的泵送性能同时减少砂浆表面产生裂缝的问题，本申请提供一种易泵送砂浆及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种易泵送砂浆，采用如下的技术方案：

一种易泵送砂浆，所述易泵送砂浆由包含以下重量份的原料制成：水泥350-400份、砂子800-1000份、水110-130份、矿粉50-100份、外加剂5-8份，纤维2-6份，所述限位的长度为10-20mm，所述砂子的的粒径为0.25-0.35mm，所述外加剂由如下重量百分比的组分组成：泵送剂30-40％、减水母液5-10％、保坍母液3-7％、消泡剂0.3-1.2％、缓凝剂0.3-3％、水47-57％。

通过采用上述技术方案，将砂子的粒径选择在0.25-0.35mm的范围内，可以最大程度的减少砂子之间的间隙率，能够减少水泥的用量，使得固体组分体积减少，砂浆粘度降低，从而提高砂浆的流动性。

在砂浆中加入泵送剂可以改善砂浆的和易性，提高砂浆的保水性，使得砂浆具有较好的泵送性能，同时泵送剂有一定的缓凝作用，在砂浆运送到工地的过程中，可以增加砂浆的粘结时间，使砂浆送到工地后依然能顺利泵送。

由于采用纤维，纤维能与砂子吸附粘合，提高砂子和其他配料的粘结性，从而减少砂浆硬化后表面产生裂缝的问题，此外纤维掺入砂浆中，对于新拌砂浆或硬化后的砂浆的工作性能几乎没有影响，不需要重新调整砂浆的配合比。

由上述组分原料相结合，获得的砂浆具有流动性好、韧性强、易于泵送且后期不易产生裂缝的效果。

优选的，所述泵送剂由如下重量百分比的组分组成：保水剂20-40％、引气剂10-15％、水45-70％。

通过采用上述技术方案，保水剂可以吸收水分，后期均匀释放，提供水泥水化所需的水分，能减少砂浆表面开裂的问题；引气剂溶于水后在搅拌过程中能产生大量微小气泡，改善砂浆的和易性，降低砂浆的泌水率。

上述各组分组成的泵送剂加入后可以改善砂浆的工作性能，且具有适合于高层建筑泵送施工、不易堵塞泵送管道的优点。

优选的，所述保水剂为聚丙烯酰胺。

通过采用上述技术方案，聚丙烯酰胺具有超强的吸水能力并且无毒无害，能够改善砂浆中粒子间的相互作用，降低砂浆的泌水率，从而增强砂浆的强度和泵送性能。

优选的，所述引气剂为松香热聚物类引气剂。

通过采用上述技术方案，松香热聚物类引气剂能够溶于水，加入砂浆拌合物后在砂浆搅拌过程中能产生大量微小气泡，引入的气泡分布均匀，气泡大小均匀、性能稳定，能有效改善砂浆的流动性和耐久性。

优选的，所述纤维由如下重量百分比的组分组成：聚酰胺网状纤维50-80％、聚酯纤维20-50％。

通过采用上述技术方案，由于聚酰胺网状纤维在砂浆中具有较强的握裹力，可以有效控制砂浆结晶体的位移，砂浆内毛细裂缝碰到临近的聚酰胺网状纤维时立即被阻挡，从而防止裂缝的扩大延伸，减少砂浆表面产生裂缝的问题；聚酯纤维能耐酸碱，化学稳定性高，且与砂子具有极强的吸附性，同时聚酯纤维表面呈凹凸状，在砂浆中能够给聚酰胺网状纤维提供良好的附着点，使得聚酰胺网状纤维的稳定性提高，增强对砂浆的握裹力。

优选的，所述聚酰胺网状纤维的长度为15-20mm，所述聚酯纤维的长度为15-20mm。

通过采用上述技术方案，将聚酰胺网状纤维和聚酯纤维的长度选择在上述范围内，可以使聚酰胺网状纤维和聚酯纤维在砂浆拌和过程中分散均匀，不至成团，并且在拌和过程中长度为15-20mm的聚酰胺网状纤维可分散出大量分支，能更好的聚结砂石，从而更好的提高砂浆的整体性。

优选的，所述原料中还包括有重量份数为4-8份的抗氧剂。

通过采用上述技术方案，聚酰胺网状纤维受到长时间高温光照影响很容易氧化变性，聚酰胺网状纤维被氧化后拉伸强度、硬度和抗疲劳强度都会有所下降，因此在砂浆中加入抗氧剂，可以减少聚酰胺网状纤维的氧化，有利于砂浆后期保持较高的抗压强度和硬度。

优选的，所述抗氧剂由如下重量百分比的组分组成：BHT75-90％、硫醚10-25％。

通过采用上述技术方案,BHT作为抗氧剂能够与自动氧化中的链增长自由基反应，消灭自由基，或者促使氢过氧化物的分解，从而使链式反应中断，抗氧剂BHT在抗氧化过程中既可以作为氢的给予体也可以作为自由基俘获剂，因此，BHT具有很强的抗氧化效果。

BHT可以有效地捕获氧化自由基或过氧化自由基，这时低活性的硫醚抗氧剂能够供给氢原子，使高活性的BHT抗氧剂再生，以此2种抗氧剂复合使用后能产生协同作用,使抗氧剂保持长久的抗氧效能。

第二方面，本申请提供一种易泵送砂浆的制备方法，采用如下的技术方案：

一种易泵送砂浆的制备方法，包括如下的制备步骤：

S1：将水泥、砂子、矿粉、外加剂和水混合，搅拌30-60s得到搅拌均匀的预拌砂浆；

S2：将其他原料和预拌砂浆混合，搅拌90-120s得到易泵送砂浆。

通过采用上述技术方案，制备得到的砂浆流动性好，工作性能符合施工要求，泵送性能好且砂浆硬化后不易产生裂缝。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请将砂子的粒径选择在0.25-0.35mm的范围内，并且在砂浆中加入泵送剂，使得砂浆具有较好的泵送性能；砂浆中加入纤维，由于纤维具有较好的韧性和强度，并且能与砂子吸附粘合，从而提高砂子和其他配料的粘结性，使得砂浆硬化后具有较大的拉伸强度，获得了泵送性能良好且后期不易产生裂缝的效果。

2、本申请中优选采用聚丙烯酰胺和松香类热聚物引气剂作为泵送剂，能够改善砂浆中粒子间的相互作用，降低砂浆的泌水率，同时松香类热聚物引气剂溶于水后在搅拌过程中能产生大量微小气泡，改善砂浆的和易性，使得砂浆具有适合于高层建筑泵送施工、不易堵塞泵送管道的优点。

3、本申请中优选采用BHT和硫醚作为抗氧剂，由于高活性的BHT可以有效地捕获氧化自由基或过氧化自由基，同时低活性的硫醚抗氧剂能够供给氢原子，使高活性的BHT抗氧剂再生，两种抗氧剂复合使用产生协同作用，获得了使抗氧剂保持长久抗氧性能的效果。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

制备例、实施例及对比例中使用的材料规格如下：

矿粉比表面积350～500m²/kg，烧失量不大于3％；水泥为普通硅酸盐水泥；减水母液购自盘锦富隆化工有限公司；保坍母液购自山西鼎和新型建筑材料有限公司；消泡剂购自湖北新四海化工股份有限公司；缓凝剂购自北京万图明科技有限公司；聚丙烯酰胺购自临沂吉田新型建材有限公司；松香热聚物类引气剂购自北京万图明科技有限公司；聚酰胺网状纤维购自山东路德新材料股份有限公司；聚酯纤维购自山东路德新材料股份有限公司。

泵送剂的制备例

制备例1

泵送剂由以下重量份的原料混合搅拌制成：

聚丙烯酰胺48kg、松香热聚物类引气剂24kg、水168kg。

制备例2

泵送剂由以下重量份的原料混合搅拌制成：

聚丙烯酰胺84kg、松香热聚物类引气剂33.6kg、水162.4kg。

制备例3

泵送剂由以下重量份的原料混合搅拌制成：

聚丙烯酰胺128kg、松香热聚物类引气剂48kg、水144kg。

外加剂的制备例

制备例4

外加剂由以下重量份的原料混合搅拌制成：

制备例1的泵送剂24kg、减水母液4kg、保坍母液5.6kg、消泡剂0.24kg、缓凝剂2.4kg、水43.76kg。

制备例5

外加剂由以下重量份的原料混合搅拌制成：

制备例2的泵送剂28kg、减水母液6.4kg、保坍母液4kg、消泡剂0.64kg、缓凝剂1.2kg、水39.76kg。

制备例6

外加剂由以下重量份的原料混合搅拌制成：

制备例3的泵送剂32kg、减水母液8kg、保坍母液2.4kg、消泡剂0.96kg、缓凝剂0.24kg、水36.4kg。

实施例

实施例1

一种易泵送砂浆，由以下重量份的原料制成：

水泥35kg、砂子100kg、矿粉5kg、制备例4的外加剂0.5kg、15mm长度的聚酰胺网状纤维0.2kg、水11kg。

砂浆通过如下步骤制备获得：

S1：将水泥、砂子、矿粉、外加剂和水混合，搅拌30s得到搅拌均匀的预拌砂浆；

S2：将聚酰胺网状纤维和预拌砂浆混合，搅拌120s得到易泵送砂浆。

实施例2

一种易泵送砂浆，由以下重量份的原料制成：

水泥38kg、砂子90kg、矿粉8kg、制备例4的外加剂0.6kg、15mm长度的聚酰胺网状纤维0.4kg、水12kg。

砂浆通过如下步骤制备获得：

S1：将水泥、砂子、矿粉、外加剂和水混合，搅拌45s得到搅拌均匀的预拌砂浆；

S2：将聚酰胺网状纤维和预拌砂浆混合，搅拌110s得到易泵送砂浆。

实施例3

一种易泵送砂浆，由以下重量份的原料制成：

水泥40kg、砂子80kg、矿粉10kg、制备例4的外加剂0.8kg、15mm长度的聚酰胺网状纤维0.6kg、水13kg。

砂浆通过如下步骤制备获得：

S1：将水泥、砂子、矿粉、外加剂和水混合，搅拌60s得到搅拌均匀的预拌砂浆；

S2：将聚酰胺网状纤维和预拌砂浆混合，搅拌90s得到易泵送砂浆。

表1实施例1-3砂浆组分的含量

实施例4

一种易泵送砂浆，与实施例3的区别在于：本实施例选用制备例5的外加剂。

实施例5

一种易泵送砂浆，与实施例3的区别在于：本实施例选用制备例6的外加剂。

实施例6

一种易泵送砂浆，与实施例5的区别在于：本实施例的纤维采用聚酰胺网状纤维0.1kg、聚酯纤维0.1kg混合制成。

实施例7

一种易泵送砂浆，与实施例5的区别在于：本实施例的纤维采用聚酰胺网状纤维0.13kg、聚酯纤维0.07kg混合制成。

实施例8

一种易泵送砂浆，与实施例5的区别在于：本实施例的纤维采用聚酰胺网状纤维0.16kg、聚酯纤维0.04kg混合制成。

实施例9

一种易泵送砂浆，与实施例5的区别在于：本实例的纤维采用聚酯纤维。

实施例10

一种易泵送砂浆，与实施例8的区别在于：本实施例采用纤维的长度为18mm。

实施例11

一种易泵送砂浆，与实施例8的区别在于：本实施例采用纤维的长度为20mm。

实施例12

一种易泵送砂浆，与实施例11的区别在于：本实施例的砂浆中加入0.4kg的BHT抗氧剂。

实施例13

一种易泵送砂浆，与实施例11的区别在于：本实施例的砂浆中加入0.6kg的BHT抗氧剂。

实施例14

一种易泵送砂浆，与实施例11的区别在于：本实施例的砂浆中加入0.8kg的BHT抗氧剂。

实施例15

一种易泵送砂浆，与实施例14的区别在于：本实施例的砂浆中加入0.6kg的BHT抗氧剂和0.2kg的硫醚抗氧剂。

实施例16

一种易泵送砂浆，与实施例14的区别在于：本实施例的砂浆中加入0.64kg的BHT抗氧剂和0.12kg的硫醚抗氧剂。

实施例17

一种易泵送砂浆，与实施例14的区别在于：本实施例的砂浆中加入0.72kg的BHT抗氧剂和0.08kg的硫醚抗氧剂。

实施例18

一种易泵送砂浆，与实施例14的区别在于：本实施例的砂浆中加入0.8kg的硫醚抗氧剂。

对比例

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于：加入的砂子粒径为0.5-1.0mm。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于：未加入泵送剂。

对比例3

对比例3与实施例1的区别在于：未加入纤维。

对比例4

对比例4与实施例1的区别在于：加入的纤维长度为0-10mm。

对比例5

对比例5与实施例1的区别在于：加入的纤维长度为20-100mm。

对比例6

对比例6与实施例12的区别在于：未加入抗氧剂。

性能检测试验

试验一坍落度测试

试验样品：采用实施例1-18中获得的砂浆拌合物作为试验样品1-18，采用对比例1-6中获得的砂浆拌合物作为对照样品1-6。

试验方法：用一个上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭状的坍落度桶，分别灌入试验样品1-18和对照样品1-6，每个样品分三次填装，每次填装后用捣锤沿桶壁均匀由外向内击25下，捣实后，抹平。然后拔起桶，用桶高(300mm)减去塌落后砂浆最高点的高度，得到的差值即为坍落度。

试验结果：试验样品1-18的测试结果如表3所示，对照样品1-6的测试结果如表4所示。

试验二压力泌水测试

试验样品：采用实施例1-18中获得的砂浆拌合物作为试验样品1-18，采用对比例1-6中获得的砂浆拌合物作为对照样品1-6。

试验方法：将试验样品分两层装入125mm缸中(不捣实)，加压到35kgf/cm²(约3.5MPa)，然后打开泌水阀，记录140秒内砂浆泌水体积V₁₄₀；因为砂浆在140秒以后压力泌水量很小，因此试验到140秒就可以终止。

试验仪器：压力泌水试验装置

试验结果：试验样品1-18的测试结果如表3所示，对照样品1-6的测试结果如表4所示。

试验三拉伸粘结强度测试

试验样品：采用实施例1-18中获得的砂浆拌合物作为试验样品1-18，采用对比例1-6中获得的砂浆拌合物作为对照样品1-6。

试验方法：将试验样品置入70mm×70mm×20mm的标准模具内，制作成标准规定的试件，成型时注意用刮刀压实，试块用聚氯乙烯薄膜覆盖，在实验室温度条件下养护7d，取出实验室标准条件下继续养护20d，用双组环氧树脂或其他高强度粘结剂粘结钢质夹具，放置24h；将试件置于水平状态，在拉力试验机上，沿试件表面垂直方向以5mm/min的拉伸速度测定最大抗拉强度，即为拉伸粘结强度。

试验仪器：压力试验机

试验结果：试验样品1-18的测试结果如表3所示，对照样品1-6的测试结果如表4所示。

表2砂浆泵送性能的指标要求

泵送性能	良好	中等	不可泵送
				坍落度/mm	<160mm	80-160mm	<80mm
V140/ml	70-110ml	40-70ml或110-130ml	<40ml或>130ml

表3试验样品1-17的测试结果

由表3可知，将试验样品1、试验样品2和试验样品3进行比较，本申请文件实施例1-3的砂浆的各项性能均满足易泵送混凝土的要求；且实施例3制得的砂浆比实施例1和实施例2制得的砂浆具有更好的泵送性能和拉伸粘结强度。

由表2和表3可知，将试验样品3、试验样品4和试验样品5进行比较，在制备预拌砂浆时加入的外加剂中泵送剂的重量百分比越高，制备得到的砂浆的泵送性能越好，因此外加剂中的泵送剂对提高砂浆的泵送性能有较为关键的作用。

由表3可知，将试验样品6、试验样品7、试验样品8和试验样品5进行比较，在制备砂浆时加入聚酰胺网状纤维和聚酯纤维能够显著提高砂浆的拉伸粘结强度，从而增强砂浆硬化后的抗裂性能；加入聚酰胺网状纤维和聚酯纤维比加入单一的聚酰胺网状纤维具有更好的抗裂性能，并且纤维中聚酰胺网状纤维的重量百分比越大，对砂浆的拉伸粘结强度的提高越明显。

由表3可知将试验样品6和试验样品9进行比较，在制备砂浆时加入聚酰胺网状纤维和聚酯纤维比加入单一的聚酯纤维具有更高的拉伸粘结强度，因此所制得的砂浆具有更好的抗裂性能。

由表3可知，将试验样品8、试验样品10和试验样品11进行比较，在制备砂浆时选择长度为20mm的聚酰胺网状纤维和聚酯纤维，20mm长度的纤维可以在砂浆拌和过程中均匀分散，同时分散出大量分支，能够更好的聚结砂石，提高砂浆的整体性，从而增强砂浆的抗裂性能。

由表3可知，将试验样品12、试验样品13、试验样品14和试验样品11进行比较，在制备砂浆时加入BHT抗氧剂，可以减少聚酰胺网状纤维因高温光照而氧化变性，从而增强砂浆硬化后的抗裂性能。

由表3可知，将试验样品14、试验样品15、试验样品16、试验样品17和试验样品18进行比较，在制备砂浆时，加入BHT和硫醚复合抗氧剂比只加入BHT或硫醚的单一抗氧剂具有更好的抗氧效果，因为硫醚能够给BHT提供氢原子，使的BHT具有持续的抗氧活性，因此BHT和硫醚复合抗氧剂能够减少纤维的氧化变性，从而提高砂浆的粘结拉伸强度；复合抗氧剂中BHT的重量百分比越高，制得的砂浆的粘结拉伸强度越大。

表4对照样品1-6的测试结果

由表2、表3和表4可知，将试验样品1、试验样品2和对照样品1进行比较，在制备预拌砂浆时选择粒径为0.5-1.0mm的砂子所制得的砂浆坍落度较小、流动性差、因此不可泵送；选择粒径为0.25-0.35mm的砂子所制得的砂浆具有较好的流动性，泵送性能较佳。

由表2、表3和表4可知，将试验样品1、试验样品2和对照样品2进行比较，在制备砂浆时将入泵送剂能改善砂浆的保水性和流动性，从而显著增强砂浆的泵送性能。

由表3和表4可知，将试验样品1、试验样品2和对照样品3进行比较，在制备砂浆时加入纤维可以增强砂浆的拉伸粘结强度，从而减少砂浆硬化后表面易产生裂缝的问题，增强了砂浆的抗裂性能。

由表3和表4可知，将对照样品4、对照样品5和试验样品1进行比较，在制备砂浆时选择长度为15-20mm的纤维有利于纤维在砂浆拌和的过程中均匀分散，并且在拌和过程中长度为15-20mm的聚酰胺网状纤维可分散出大量分支，能更好的聚结砂石，从而增强砂浆的拉伸粘结强度，使得砂浆具有较强的抗裂性能。

由表3和表4可知，将试验样品12、试验样品13和对照样品6进行比较，在制备砂浆的过程中加入抗氧剂可以有效减少纤维氧化变性的问题，使纤维保持较佳的拉伸强度和抗疲劳强度，从而显著提高砂浆的拉伸粘结强度，有利于砂浆后期保持较好的抗压强度和抗裂性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种易泵送砂浆，其特征在于，所述易泵送砂浆由包含以下重量份的原料制成：水泥350-400份、砂子800-1000份、水110-130份、矿粉50-100份、外加剂5-8份、纤维2-6份，所述纤维的长度为10-20mm，所述砂子的的粒径为0.25-0.35mm，所述外加剂由如下重量百分比的组分组成：泵送剂30-40%、减水母液5-10%、保坍母液3-7%、消泡剂0.3-1.2%、缓凝剂0.3-3%、水45-55%。

2.根据权利要求1所述的易泵送砂浆，其特征在于：所述泵送剂由如下重量百分比的组分组成：保水剂20-40%、引气剂10-15%、水45-70%。

3.根据权利要求2所述的易泵送砂浆，其特征在于：所述保水剂为聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求2所述的易泵送砂浆，其特征在于：所述引气剂为松香热聚物类引气剂。

5.根据权利要求1所述的易泵送砂浆，其特征在于：所述纤维由如下重量百分比的组分组成：聚酰胺网状纤维50-80%、聚酯纤维20-50%。

6.根据权利要求5所述的易泵送砂浆，其特征在于：所述聚酰胺网状纤维的长度为15-20mm，所述聚酯纤维的长度为15-20mm。

7.根据权利要求1所述的易泵送砂浆，其特征在于：所述原料中还包括有重量份数为4-8份的抗氧剂。

8.根据权利要求7所述的易泵送砂浆，其特征在于：所述抗氧剂由如下重量百分比的组分组成：BHT75-90%、硫醚10-25%。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的易泵送砂浆的制备方法，其特征在于：包括如下的制备步骤：

S1：将水泥、砂子、矿粉、外加剂和水混合，搅拌30-60s得到搅拌均匀的预拌砂浆；

S2：将其他原料和预拌砂浆混合，搅拌90-120s得到易泵送砂浆。