CN112723841A

CN112723841A - 一种抗裂抹灰砂浆

Info

Publication number: CN112723841A
Application number: CN202110181813.5A
Authority: CN
Inventors: 王肇嘉; 章银祥; 张增寿; 蔡鲁宏; 刘亚菲; 黄天勇; 田胜力
Original assignee: Beijing Bbmg Mortar Co ltd; Beijing Building Materials Academy of Sciences Research
Current assignee: Beijing Bbmg Mortar Co ltd; Beijing Building Materials Academy of Sciences Research
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2021-04-30

Abstract

本发明属于建筑砂浆领域，提供了一种抗裂抹灰砂浆，包括按重量份计的下列组分：普通水泥120～200、特种水泥2～30、掺和料0～100、填料0～80、级配砂560‑880、保水增稠剂0.2～0.8、聚合物0.1～0.5、纤维0.1～0.5、减水剂0～0.5、防冻剂0～30。本发明利用聚乙烯醇的羟基与纤维素醚中醚键上的氧原子缔合成氢键而具有的超叠加效应，使得极少量的聚乙烯醇复合纤维素醚即获得抗裂增强作用；利用尾矿砂代替天然砂，以解决尾矿砂堆积导致的风险及建筑砂浆原料匮乏问题，并实现可厚层抹灰而不开裂；将普通水泥与特种水泥复合使用，使砂浆施工性、早期强度、抗裂性、耐久性明显提升。

Description

一种抗裂抹灰砂浆

技术领域

本发明总体地属于建筑砂浆领域，具体涉及一种抗裂抹灰砂浆。

背景技术

建筑饰面材料主要有陶瓷砖、涂料二大类。

涂料具有易施工、颜色鲜艳、成本较低等特点，因而被广泛采用。但涂料不但耐脏性、耐擦洗性差，而且耐久性更是其弱点，变色、爆皮现象屡见不鲜。因此，很多工程还是选择用陶瓷砖饰面。

上溯至秦砖汉瓦时代，陶瓷砖饰面在中国已有几千年的历史。陶瓷砖在耐脏性、耐擦洗性尤其是耐久性方面，具有涂料类饰面材料所无法比拟的优越性。

但陶瓷砖空鼓、脱落以致伤人损物的事故，也屡屡发生。行业内分析掉砖原因时，多强调陶瓷砖粘结材料不合适、陶瓷砖粘贴方法不合适、使用环境不合适等，往往忽视“基层不合适”这一重要因素。

JGJ 126-2015中第4.0.2节要求外墙贴砖工程“基体的粘结强度不应小于0.4MPa；当基体的粘结强度小于0.4MPa时，应加强处理”。DB11/T 696-2016中要求所有贴砖工程“基层应牢固，不起砂、不掉粉，且不应有削弱附着力的有害物质(如油和油脂)；基层平整度应满足设计要求。”

但是，在GB/T 25181等相关标准中，用于一般混凝土和/或砌体墙面基层找平的砂浆中，M5普通抹灰砂浆的粘结强度只要求不小于0.15MPa，强度等级大于M5的普通抹灰砂浆的粘结强度只要求不小于0.20MPa，均与0.4MPa相去甚远；而干混薄层抹灰砂浆虽要求其粘结强度不小于0.30MPa，但因其只能薄层(≤5mm)抹灰，无法满足大部分墙面基层找平时的厚度(>5mm)要求。因此，一般混凝土和/或砌体墙面找平用基层材料应用的主要是粘结强度偏低的普通抹灰砂浆。这是造成建筑工程中大面积掉砖的一个重要因素，亟待克服。

另一方面，砂是建筑砂浆的主要原料，砂在建筑砂浆中的占比约(50～85)％。但天然砂日渐枯竭，使建筑砂浆行业存在断炊的风险；然而，大量工业尾矿砂却堆积如山，既存在溃坝的危险，又会污染环境，还占用了大量土地，亟待综合利用。

201811336488.X中公开了一种聚合物抗裂干粉抹灰砂浆，它以质量份数计的原料包括硅酸盐水泥55-65份、高铝水泥25-35份、石膏13-17份、粉煤灰110-120份、砂720-750份、增稠剂0.1-0.15份、纤维0.7-1.3份、聚合物乳胶粉23-27份、触变剂0.1-0.2份、触变润滑剂23-27份、减水剂0.7-1.3份。其主要问题有二，一是高铝水泥的主要矿物组成为铝酸一钙CA、铝酸二钙CA₂，其遇水后的水化反应首先生成CAH₁₀、C₂AH₈这二种不稳定晶体，之后会转变为稳定的C₃AH₆晶体，晶型转变会导致孔隙率增大、强度降低，亦即高铝水泥水化产物的耐久性很差；在硅酸盐水泥、高铝水泥、石膏三元系统中，虽然高铝水泥的主要水化产物是钙矾石AFt，但其系统的稳定性(尤其是在高碱环境下)依然很差，由其配成的砂浆的稳定性、抗裂性也很差。二是聚合物乳胶粉主要为丙烯酸酯，配成砂浆后，使用时遇水会再分散成乳液，因乳液中丙烯酸酯胶粒较大(一般在微米级)，难以随水迁移，因此只有掺量较高(23-27份)时，才有可能成膜后起一定的抗裂、增强作用；所以由其配成的砂浆成本很高，不适合于一般陶瓷砖饰面工程的基层抹灰找平。

CN201810780749.0中公开了一种结构专用修补砂浆及制备方法，包括以下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥350～500份；硫铝酸盐水泥50～150份；石英砂20～40目100～200份；石英砂41～70目300～350份；蒙脱土20～50份；丁苯乳液30～50份；可再分散乳胶粉1～10份；淀粉醚1～5份；纤维素醚1～5份；聚羧酸减水剂0.5～2份；缓凝剂1～3份；纤维1～10份；复合早强剂1～5份。具有较高的粘结强度、抗拉抗压等力学性能。主要问题有：一是水泥含量过高，导致砂浆收缩大、易裂。二是石英砂太细，不能进行厚层抹灰，成本高，易裂。三是使用丁苯乳液、可再分散乳胶粉，可再分散乳胶粉遇水后会再分散成乳液，因乳液胶粒较大(一般在微米级)，难以随水迁移，因此只有掺量较高(31-60份)时，才有可能成膜后起抗裂、增强作用；所以由其配成的砂浆成本很高，不适合于一般陶瓷砖饰面工程的基层抹灰找平。

CN201310028190.3提供了一种板式无砟轨道充填层快速抢修砂浆，按质量份数计，所述无砟轨道充填层快速抢修砂浆包括：水泥0.95～0.99份；混合材0.01～0.05份；聚合物乳液0.35～1.4份；砂1.5～2份；水0～0.3份；消泡剂0.0004～0.01份；发气剂0.0001～0.003份；引气剂0.0005～0.01份；调凝剂0.001～0.005份；减水剂0～0.02份；流变改性剂0～0.001份；其中，所述水泥为快硬硫铝酸盐水泥。因其水泥为快硬硫铝酸盐水泥，凝结、硬化快，仅适用于快速抢修工程；又因其使用了大量的聚合物乳液，成本很高，所以不适合于一般陶瓷砖饰面工程的基层抹灰找平。

CN202010826517.1提供了一种防水抗渗修补砂浆，所述修补砂浆按照重量百分比的原料为：硫铝酸盐水泥20～30％，粉煤灰1～5％，硅灰0.5～3％，聚乙烯醇胶粉0.1～0.5％，减水剂0.1～0.3％，消泡剂0.05～0.2％，缓凝剂0.05～0.2％，水10～15％，河砂60～70％。具有高的粘结强度和抗渗压力。因其水泥为硫铝酸盐水泥，凝结、硬化快，仅适用于面积较小的修补工程；因其未使用保水剂，不适合于大面积使用；因其使用了较多的聚乙烯醇胶粉，成本较高，所以综合性能不适合于一般陶瓷砖饰面工程的基层抹灰找平。

发明内容

为了克服背景技术所述的不足，本发明提供一种抗裂抹灰砂浆，以尾矿砂和/或淤沙作为骨料，以聚乙烯醇为聚合物，以纤维素醚作为主要添加剂，以普通水泥、特种水泥、掺和料作为胶凝材料，通过组分配方和含量设计，所得抗裂抹灰砂浆拉伸粘结强度较高、抗裂性较好、施工性良好、性价比优良、适合于一般陶瓷砖饰面工程基层的厚层抹灰找平。

本发明的技术方案是：一种抗裂抹灰砂浆，包括按重量份计的下列组分：普通水泥120～200、特种水泥2～30、掺和料0～100、填料0～80、级配砂560～880、保水增稠剂0.2～0.8、聚合物0.1～0.5、纤维0.1～0.5、减水剂0～0.5、防冻剂0～30。

所述抗裂抹灰砂浆按照标准JGJ/T70测试的保水率≥99.0％、抗压强度≥10.0MPa、拉伸粘结强度≥0.35MPa、收缩率≤0.2％、抗冻性强度损失率≤25％、抗冻性质量损失率≤5％；按照标准JC/T951测试(厚度为20mm)的抗裂性结果为无裂纹。

进一步的，上述级配砂为尾矿砂和/或淤沙；其中的尾矿砂为铁尾矿砂、铜铁尾矿砂、石灰石尾矿砂中的一种或二种的混合；上述级配砂的颗粒级配区为2区、细度模数为2.6±0.3。

其中的级配砂由(0～0.6)mm、(0.6～1.18)mm、(1.18～3)mm三种干燥的单级配砂复配而成。

进一步的，上述聚合物包括聚乙烯醇；所述纤维包括聚丙烯纤维和木质纤维。

进一步的，上述保水增稠剂为纤维素醚类保水增稠剂，所述纤维素醚类保水增稠剂包括羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、淀粉醚中的一种或两种的混合。

进一步的，上述减水剂为萘系减水剂；所述防冻剂为醇类、钠盐、钙盐类防冻剂。

进一步的，上述普通水泥为通用硅酸盐水泥，所述通用硅酸盐水泥的强度等级为32.5、42.5、52.5中的一种。

进一步的，上述特种水泥包括强度等级为42.5的硫铝酸盐水泥、强度等级为42.5的铁铝酸盐水泥中的一种。

进一步的，上述掺和料包括粉煤灰和矿渣粉；所述粉煤灰包括I级粉煤灰和/或II级粉煤灰；所述矿渣粉为S95级和/或S75级矿渣粉。

进一步的，上述填料包括重钙粉、石英粉和/或石粉；所述石粉是指包括CaCO₃、SiO₂的粉状混合物。

其中的重钙粉以CaCO₃为主、石英粉以SiO₂为主，石粉是指含CaCO₃、SiO₂等多种化学成分的粉状混合物。

本发明抗裂抹灰砂浆的制备方法为：在专业工厂内，使用胶凝材料、填料、添加剂和干燥的单级配砂，按规定比例精确计量、高效混合而成干粉状混合物。可以包装或散装型式出厂。其中，级配砂为尾矿砂和/或淤沙，添加剂包括保水增稠剂、聚合物、纤维、减水剂、防冻剂，胶凝材料包括普通水泥、特种水泥、掺和料。

本发明同时提供了上述抗裂抹灰砂浆的应用，上述抗裂抹灰砂浆应用于施工厚度大于5mm的陶瓷砖饰面工程基层找平施工中。

更具体地，本发明的抗裂抹灰砂浆的应用包括以下操作步骤：

将本发明的粉状抗裂抹灰砂浆与自来水混合，经机械搅拌成糊状新拌砂浆，所述新拌砂浆的稠度为95±5mm；在清理干净的混凝土、砌体等基层上，分层涂抹所述新拌砂浆。所述分层涂抹的方法为：先涂抹3～5mm底层，压实后，再根据找平厚度要求分层涂抹，每层涂抹5～10mm厚，直至达到预定的平整度，然后用木抹子搓实、用铁抹子抹平；亦可在清理干净的混凝土、砌体等基层上，直接使用喷涂机一次喷涂5～30mm厚，然后刮抹平整；当抹灰总厚度大于30mm时，抹灰层中应设置增强网。

本发明相比现有技术的先进性在于：

1)利用聚乙烯醇的水溶性，使其随水迁移至砂浆界面或表面处，在界面处聚集、成膜，连接、填充界面过渡区的空隙与孔隙，以大幅提高粘结强度；利用纤维素醚在砂浆中的保水、增稠、引气作用，使砂浆具有良好的施工性，并可降低抹灰砂浆上墙后的粉化、开裂现象。聚乙烯醇中的羟基与亲水性的纤维素醚复合后，聚乙烯醇中的羟基与纤维素醚中的醚键上的氧原子缔合成氢键，因而具有超叠加效应。所以，极少量的聚乙烯醇(0.01～0.05％)复合少量的纤维素醚，就有很好的抗裂增强作用，使砂浆具有较好的抗裂性(无裂纹)和较高的粘结强度(≥0.35MPa)，成本很低、性价比很高。

2)利用尾矿砂代替天然砂，既可解决建筑砂浆资源匮乏问题，又可解决尾矿砂堆积成山而导致的系列风险，一举多得。利用多种单级配砂复配而成的砂浆的颗粒级配较好，当其颗粒级配区为2区、细度模数为2.6±0.3时，施工性较好，可以厚层(厚度大于5mm)抹灰；本身体积更稳定；可使用少量的水泥就可以达到较高的强度，可减少因水泥体积收缩导致的砂浆体积收缩，从而使砂浆具有较好的施工性和抗裂性(无裂纹)、较高的强度(≥0.35MPa)、较低的成本。

3)硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥的主要矿物成分为无水硫铝酸钙C₄A₃$、硅酸二钙C₂S，遇水后的水化反应产物主要为钙矾石AFt、水化硅酸钙凝胶C-S-H和铝胶AH₃等，因而其具有早强、微膨胀、体积稳定等优点，但也存在凝结时间短、不适宜大面积施工等缺点。硅酸盐水泥的主要矿物成分为C₃S、C₂S、C₃A、C₄AF，水化反应产物主要为水化硅酸钙凝胶C-S-H、氢氧化钙CH、钙矾石AFt等，可操作时间长、适合于大面积施工，但存在易收缩、易开裂等缺点。适量的硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥，与硅酸盐水泥复合使用，不但使砂浆具有良好的施工性，还可提高抹灰砂浆的早期强度、抗裂性(无裂纹)、耐久性(无裂纹)。

4)利用适量的掺和料，可减少水泥用量，在强度基本不变的情况下，可减少收缩、降低成本，提高砂浆的施工性、抗裂性和耐久性，可降低成本；适量的填料，可以降低砂浆的孔隙率，提高砂浆的施工性和耐久性，并可降低成本；适量的纤维，可提高砂浆的抗裂性；适量的减水剂，可减少砂浆的用水量与孔隙率，提高砂浆的强度和耐久性；适量的防冻剂，可以提高砂浆的防冻性能，可于-10℃环境下施工，扩大了其使用范围。

因此，本发明的抗裂抹灰砂浆具有拉伸粘结强度较高(≥0.35MPa)、抗裂性较好(无裂纹)、施工性良好、性价比优良、适合于一般陶瓷砖饰面工程基层的厚层(厚度大于5mm)抹灰找平等优异特性。

本发明既克服了行业内现有类似产品的性能与成本都过高、适合于特殊工程但不适合于一般混凝土和/或砌体墙面上的大面积找平抹灰(成本太高，用不起，也没必要)的缺点，又克服了行业内现有普通抹灰砂浆的性能与成本都偏低、可用于涂料饰面但不适合于一般混凝土和/或砌体墙面上贴砖工程的大面积找平抹灰(导致掉砖现象屡屡发生)的缺点，填补了行业空白。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种抗裂抹灰砂浆，包括按重量份计的下列组分：普通水泥200、特种水泥5、填料40、级配砂755、保水增稠剂0.4、聚合物0.5、减水剂0.5、纤维0.5。

实施例2

一种抗裂抹灰砂浆，其特征在于，包括按重量份计的下列组分：普通水泥120、特种水泥10、矿渣粉30、粉煤灰50、填料20、级配砂770、保水增稠剂0.8、聚合物0.2、减水剂0.1、纤维0.1。

本发明实施例1、实施例2所得抗裂抹灰砂浆，适合于一般陶瓷砖饰面工程基层找平砂浆层施工厚度大于5mm的抹灰施工，物理力学性能见表1。

表1 本发明的技术要求

实施例3

一种抗裂抹灰砂浆，其特征在于，包括按重量份计的下列组分：普通水泥160、特种水泥20、粉煤灰40、填料10、级配砂750、保水增稠剂0.5、聚合物0.25、减水剂0.25、纤维0.25、防冻剂20。

本发明实施例3所得抗裂抹灰砂浆的物理力学性能见表1，适合于一般陶瓷砖饰面工程基层找平砂浆层施工厚度大于5mm的抹灰施工，且可于-10℃环境下施工。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种抗裂抹灰砂浆，其特征在于，包括按重量份计的下列组分：普通水泥120～200、特种水泥2～30、掺和料0～100、填料0～80、级配砂560～880、保水增稠剂0.2～0.8、聚合物0.1～0.5、纤维0.1～0.5、减水剂0～0.5、防冻剂0～30。

2.如权利要求1所述的抗裂抹灰砂浆，其特征在于，所述抗裂抹灰砂浆按照标准JGJ/T70测试的保水率≥99.0％、抗压强度≥10.0MPa、拉伸粘结强度≥0.35MPa、收缩率≤0.2％、抗冻性强度损失率≤25％、抗冻性质量损失率≤5％；按照标准JC/T951测试，厚度为20mm的抗裂抹灰砂浆的抗裂性结果为无裂纹。

3.如权利要求1所述的抗裂抹灰砂浆，其特征在于，所述级配砂包括尾矿砂和/或淤沙，所述尾矿砂为铁尾矿砂、铜铁尾矿砂、石灰石尾矿砂中的一种或二种的混合；所述级配砂的颗粒级配区为2区、细度模数为2.6±0.3。

4.如权利要求1所述的抗裂抹灰砂浆，其特征在于，所述聚合物包括聚乙烯醇；所述纤维包括聚丙烯纤维和木质纤维。

5.如权利要求1所述的抗裂抹灰砂浆，其特征在于，所述保水增稠剂为纤维素醚类保水增稠剂，所述纤维素醚类保水增稠剂包括羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、淀粉醚中的一种或两种的混合；所述减水剂为萘系减水剂；所述防冻剂为醇类、钠盐、钙盐类防冻剂。

6.如权利要求1所述的抗裂抹灰砂浆，其特征在于，所述普通水泥为通用硅酸盐水泥，所述通用硅酸盐水泥的强度等级为32.5、42.5、52.5中的一种。

7.如权利要求1所述的抗裂抹灰砂浆，其特征在于，所述特种水泥包括强度等级为42.5的硫铝酸盐水泥或强度等级为42.5的铁铝酸盐水泥。

8.如权利要求1所述的抗裂抹灰砂浆，其特征在于，所述掺和料包括粉煤灰和矿渣粉，所述粉煤灰包括I级粉煤灰和/或II级粉煤灰；所述矿渣粉为S95级和/或S75级矿渣粉；所述石粉是指包括CaCO₃和SiO₂的粉状混合物；所述填料包括重钙粉、石英粉和石粉。

9.如权利要求1-8中任一权利要求所述的抗裂抹灰砂浆的应用，其特征在于，所述抗裂抹灰砂浆应用于施工厚度大于5mm的陶瓷砖饰面工程基层找平。

10.如权利要求9所述的抗裂抹灰砂浆的应用，其特征在于，包括以下操作步骤：

将所述粉状抗裂抹灰砂浆与自来水混合，经机械搅拌成糊状新拌砂浆，所述新拌砂浆的稠度为95±5mm；

在清理干净的混凝土和/或砌体基层上，分层涂抹所述新拌砂浆，形成抹灰层；所述分层涂抹的方法为：先涂抹3～5mm底层，压实后，再根据找平厚度要求分层涂抹，每层涂抹5～10mm厚，直至达到预定的平整度，然后用木抹子搓实、用铁抹子抹平；

或者在清理干净的混凝土和/或砌体基层上，直接使用喷涂机一次喷涂5～30mm厚，然后刮抹平整；

当抹灰层总厚度大于30mm时，在涂抹过程中设置增强网。