CN112430001A - 一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂及其制备方法，所述增强剂组分包括人造岗石废渣、聚合物乳液、减水剂。其制备方法为：首先对人造岗石废渣进行烘干和粉碎处理，然后用聚合物乳液对人造岗石废渣粉体进行改性，最后将人造岗石废渣粉体或聚合物乳液改性废渣粉体与减水剂混合即可得到人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂。本发明提供的水泥砂浆增强剂可与水泥颗粒及其水化产物之间建立强的界面相互作用，有效减少界面过渡区的孔隙率和裂缝数量，大幅度提高水泥砂浆的抗压强度和抗弯折强度，还可以在保证强度条件下降低减水剂用量，经济效益高，制备方法简单，具有极为广阔的市场应用前景。

Description

一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂及其制备方法。
背景技术
人造岗石是以天然石材加工中产生的碎石或粉料为主要原料，不饱和树脂为粘合材料制成的一类人造石，被广泛应用于建筑装潢材料。但其在抛光打磨等加工成型过程中会产生大量人造岗石废渣，其主要成分为碳酸钙，同时表面含有不饱和聚酯残余物，使其难以二次加工，在自然环境中也不能降解，大部分采用集中填埋的方式处理，造成严重的环境污染。
水泥砂浆是主要的建筑材料之一，在建筑行业有着很大的需求量。水泥砂浆是一种水泥、细骨料和水的混合物，常用于基础和墙体的砌筑以及室内外抹灰。传统的水泥砂浆抗压和抗弯折强度偏低，脆性较大，同时还容易受到外界侵蚀性介质的破坏，泌水现象严重，这极大限制了水泥砂浆的应用。因此如何得到一种具有较高强度、粘接力、抗渗性同时适合大规模应用推广的水泥砂浆仍是一项挑战。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂及其制备方法，能有效的解决上述现有技术存在的问题。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂，其原料如下：
所述原料份数以每100重量份水泥中添加的重量份计。
人造岗石废渣粉体1-100份；
聚合物乳液0～50份；
减水剂0.1～1份。
进一步地，所述的水泥为普通硅酸盐水泥。
进一步地，所述的人造岗石废渣粉体，主要成分为碳酸钙和不饱和聚酯，平均粒径0.1～10μm。
进一步地，所述的聚合物乳液为聚丙烯酸乳液、聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、羧基丁苯胶乳，羧酸型水性聚氨酯乳液等含羧酸基团聚合物乳液中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述的减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
本发明还公开了上述人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将人造岗石废渣放置在80℃烘箱中烘干24小时；
(2)用高速粉碎机将步骤(1)所得人造岗石废渣进行超细粉碎处理，得到人造岗石废渣粉体；
(3)将步骤(2)所得人造岗石废渣粉体和聚合物乳液按比例混合，搅拌10～20分钟，得到聚合物乳液改性的人造岗石废渣粉体；
(4)将步骤(2)所得人造岗石废渣粉体或步骤(3)所得聚合物乳液改性的人造岗石废渣粉体与减水剂混合，即可得人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂。
与现有技术相比本发明的优点在于：
(1)本发明采用人造岗石废弃物作为水泥砂浆增强剂，有效地实现其高值化利用，避免环境污染问题，同时制备方法简单，成本低廉，适于工业推广。
(2)在水泥水化的高碱度环境中，人造岗石废渣中的不饱和聚酯易水解带负电，形成大分子阴离子，人造岗石废渣通过强界面相互作用吸附在水泥颗粒及其水化产物表面。颗粒间具有较大的静电斥力作用，同时不饱和聚酯大分子链伸展进入液相，在水泥颗粒的表面上形成较厚的聚合物分子吸附层，相互靠近时产生空间位阻排斥力。进一步地，使用聚合物乳液对人造岗石废渣粉体进行改性，可进一步提高对水泥颗粒的分散与增强效果。本发明提供的水泥砂浆增强剂对水泥颗粒具有良好的分散作用，可增强水泥颗粒之间的界面相容性，有效减少界面过渡区的孔隙率和裂缝数量，大幅度提高水泥砂浆的抗压强度和抗弯折强度，同时还可在保证强度条件下降低减水剂用量，减少成本，具有极为广阔的市场应用前景。
附图说明
图1为无聚合物乳液改性增强剂作用机理图；
图2为聚合物乳液改性增强剂作用机理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举实施例，对本发明做进一步详细说明。
对比例1：
将水泥630份，河沙1200份，加入水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌2分钟，取羧酸型高性能减水剂1.5份，拌和水283.5份(保持水灰比为0.45)，混合配成减水剂溶液，将其加入搅拌机中，快速搅拌2分钟，将所得水泥砂浆浇筑到模具中振实成型，放置2天，最后将水泥砂浆试件在湿度为95±5％，温度为20±2℃的饱和石灰水中养护28天后即可。按照国家标准GB/T 17671-1999对养护完成的水泥砂浆试件进行抗折强度和抗压强度的测试。
实施例1：
将水泥630份，河沙1080份，人造岗石废渣粉体120份，加入水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌2分钟，取羧酸型高性能减水剂1.5份，拌和水283.5份(保持水灰比为0.45)，混合配成减水剂溶液，将其加入搅拌机中，快速搅拌2分钟，将所得水泥砂浆浇筑到模具中振实成型，放置2天，最后将水泥砂浆试件在湿度为95±5％，温度为20±2℃的饱和石灰水中养护28天后即可。按照国家标准GB/T 17671-1999对养护完成的水泥砂浆试件进行抗折强度和抗压强度的测试。
实施例2：
将水泥630份，河沙1080份，人造岗石废渣粉体120份，加入水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌2分钟，取羧酸型高性能减水剂1份，拌和水283.5份(保持水灰比为0.45)，混合配成减水剂溶液，将其加入搅拌机中，快速搅拌2分钟，将所得水泥砂浆浇筑到模具中振实成型，放置2天，最后将水泥砂浆试件在湿度为95±5％，温度为20±2℃的饱和石灰水中养护28天后即可。按照国家标准GB/T 17671-1999对养护完成的水泥砂浆试件进行抗折强度和抗压强度的测试。
实施例3：
取人造岗石废渣粉体120份，聚丙烯酸酯乳液10份，按比例混合搅拌10分钟，得聚丙烯酸酯乳液改性的人造岗石废渣粉体，将其与水泥630份，河沙1080份，加入水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌2分钟，取羧酸型高性能减水剂1.5份，拌和水283.5份(保持水灰比为0.45)，混合配成减水剂溶液，将其加入搅拌机中，快速搅拌2分钟，将所得水泥砂浆浇筑到模具中振实成型，放置2天，最后将水泥砂浆试件在湿度为95±5％，温度为20±2℃的饱和石灰水中养护28天后即可。按照国家标准GB/T 17671-1999对养护完成的水泥砂浆试件进行抗折强度和抗压强度的测试。
实施例4：
取人造岗石废渣粉体120份，聚丙烯酸酯乳液10份，按比例混合搅拌10分钟，得聚丙烯酸酯乳液改性的人造岗石废渣粉体，将其与水泥630份，河沙1080份，加入水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌2分钟，取羧酸型高性能减水剂1份，拌和水283.5份(保持水灰比为0.45)，混合配成减水剂溶液，将其加入搅拌机中，快速搅拌2分钟，将所得水泥砂浆浇筑到模具中振实成型，放置2天，最后将水泥砂浆试件在湿度为95±5％，温度为20±2℃的饱和石灰水中养护28天后即可。按照国家标准GB/T 17671-1999对养护完成的水泥砂浆试件进行抗折强度和抗压强度的测试。
如图1所示，颗粒间具有较大的静电斥力作用，同时不饱和聚酯大分子链伸展进入液相，在水泥颗粒的表面上形成较厚的聚合物分子吸附层，相互靠近时产生空间位阻排斥力。如图2所示，使用聚合物乳液对人造岗石废渣粉体进行改性，可进一步提高对水泥颗粒的分散与增强效果。
实施例与对比例的数据见下表:
表1检验结果
Figure BDA0002801449680000041
从表1可以看出，本发明提供的人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂可大幅度提高水泥砂浆的抗压强度和抗弯折强度，其中聚合物乳液改性的人造岗石废渣粉体增强效果更好。此外，还可在保证强度条件下减少减水剂用量，有效降低水泥砂浆成本。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂，其特征在于，以每100重量份水泥中添加的重量份计，包括如下重量份的原料：
人造岗石废渣粉体1～100份；
聚合物乳液0～50份；
减水剂0.1～1份。
2.如权利要求1所述的一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂，其特征在于：所述的水泥为普通硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂，其特征在于：所述的人造岗石废渣粉体，主要成分为碳酸钙和不饱和聚酯，平均粒径0.1～10μm。
4.如权利要求1所述的一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂，其特征在于，所述的聚合物乳液为含羧酸基团聚合物乳液中的一种或几种的混合物。
5.如权利要求4所述的一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂，其特征在于：所述的聚合物乳液为聚丙烯酸乳液、聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、羧基丁苯胶乳、羧酸型水性聚氨酯乳液中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求1所述的一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
7.如权利要求1所述的一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将人造岗石废渣放置在80℃烘箱中烘干24小时；
(2)用高速粉碎机将步骤(1)所得人造岗石废渣进行超细粉碎处理，得到人造岗石废渣粉体；
(3)将步骤(2)所得人造岗石废渣粉体和聚合物乳液按比例混合，搅拌10～20分钟，得到聚合物乳液改性的人造岗石废渣粉体；
(4)将步骤(2)所得人造岗石废渣粉体或步骤(3)所得聚合物乳液改性的人造岗石废渣粉体与减水剂混合，即可得人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂。
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