CN113004016B - 一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，以重量份计，包括以下组分：半水石膏400‑750份；水泥1‑15份；骨料420‑550份；C类粉煤灰10‑40份；聚羧酸减水剂0.01‑10份；分散剂0.05‑0.5份；缓凝剂0.5‑2.5份；改性有机微胶囊0.5‑5份；水250‑300份。本发明还公开了该石膏基自流平砂浆的制备方法。本发明提供的砂浆不沁水，流动性好，可实现泵送；本发明还在基体中添加硅溶胶改性的有机微胶囊，有效改善了新拌浆体的减阻携砂能力，减少堵管现象的发生。

Description

一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆及其制备方法。
背景技术
自流平砂浆是一种特殊的砂浆。它由胶凝材料、骨料及化学外加剂等组成，具有良好的流动性及稳定性，劳动强度低，早期强度高，施工速度快，广泛地应用于各种大型领域，如学校、医院、工厂、商店、公寓、办公楼等地面找平施工。自流平砂浆根据胶凝材料的不同，可分为水泥基和石膏基两种类型。石膏基自流平砂浆是特种骨料及多种建筑化学添加剂经工厂配制、混合均匀而成的一种专门用于地面找平、抬高以及地暖回填的干粉砂浆。目前我国工业副产石膏产能过大但有效利用率过低，导致堆放过多，将其制备成石膏基自流平砂浆则可使其转化为可用的有效资源。此外，石膏基自流平材料具有流动性大、稳定性很好、施工效率高、表面平整度高、材质轻、呼吸保温等特点。
但是目前使用建筑石膏生产的制品孔隙率较大，二水石膏晶体在潮湿环境中易发生溶解和再结晶，因此制品强度低、耐水性差，且建筑石膏易受杂质影响，性能不稳定，流动度较差，为了提高石膏基自流平砂浆的性能，需要对其进行改性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆及其制备方法，本发明在基体中添加甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物与木质素磺酸钠作为复合分散剂，提高了聚羧酸减水剂的分散性，制得的新拌浆体不沁水，流动性好，可实现泵送；本发明还在基体中添加硅溶胶改性的有机微胶囊，有效改善了新拌浆体的减阻携砂能力，减少堵管现象的发生。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，以重量份计，包括以下组分：半水石膏400-750份；水泥1-15份；骨料420-550份；C类粉煤灰10-40份；聚羧酸减水剂0.01-10份；分散剂0.05-0.5份；缓凝剂0.5-2.5份；改性有机微胶囊0.5-5份；水250-300份。
作为上述技术方案的优选，所述的半水石膏为β半水石膏和α半水石膏的混合物，二者质量比为(2.4-4):1。
作为上述技术方案的优选，所述水泥是CA-50白色铝酸盐水泥或42.5等级及以上白色普通硅酸盐水泥中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述骨料为机制砂与河砂的混合物，二者质量比为(1-2):1；所述骨料的粒径小于1.25mm，且不含＜0.08mm的颗粒。
作为上述技术方案的优选，所述分散剂为甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物与木质素磺酸钠的混合物，二者质量比为(1.5-4):1；所述甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物由甲基丙烯酸、马来酸酐为单体，以偶氮二异丁腈为引发剂，反应制得；所述甲基丙烯酸、马来酸酐的质量比为1:0.7-0.9，所述偶氮二异丁腈的用量为单体总重量的0.5％。
作为上述技术方案的优选，所述缓凝剂为柠檬酸钠或蛋白类缓凝剂。
作为上述技术方案的优选，所述改性有机微胶囊的制备方法包括以下步骤：
(1)将甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水室温下混合加入到剪切乳化机中高速搅拌乳化，然后静置处理，制得悬浮液；
(2)将上述制得的悬浮液升温至40-50℃，然后加入硫酸钠粉末，搅拌形成初微囊，然后降温至10-20℃，初微囊消失，之后再次升温至40-50℃，得到微囊悬浮液，最后进行离心处理，并对离心得到的沉淀洗涤至中性，干燥，制得改性有机微胶囊。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水的质量比为1: (0.25-0.6)：(20-50)。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述搅拌乳化的转速为 5000-11000r/min，时间为3-5h；所述静置处理的时间为8-10h。
为更好的解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：
将半水石膏、水泥、骨料、和C类粉煤灰混合均匀成粉料；将聚羧酸盐减水剂、分散剂、缓凝剂和改性有机微胶囊加入水中分散均匀，形成液料，然后将粉料加入到液料中，搅拌均匀，即可使用。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明制备的可实现泵送的石膏基自流平砂浆，有效调节半水石膏的比例，具有微膨胀特性，体积稳定性好，减少了空鼓开裂等现象。本发明优化水泥的掺量，强度高，且与基底的粘结良好。
(2)本发明添加了甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物与木质素磺酸钠分散剂，使聚羧酸减水剂分散效果更好，制得的新拌浆体不泌水，浆体的流动性优异，施工性良好，可进行机械化施工，实现泵送，节省人工。
(3)本发明添加了改性有机胶微囊，其是以甲基丙烯酸甲酯材料为壳体，并采用硅溶胶改性的中空结构材料，大大提升了新拌浆体的减阻携砂能力，减少堵管现象的发生。
(4)本发明配方合理，制定工艺简单，先将聚羧酸盐减水剂、甲基丙烯酸 -马来酸酐共聚物与木质素磺酸钠分散剂和缓凝剂加入水中分散均匀，形成液料，使微量原料分散和溶解更均匀，然后将剩余粉料加入到液料中，并搅拌均匀，即可使用。这样的制备工艺有利于产品性能稳定。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。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范围。
实施例1
(1)将甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水以质量比为1:0.25:20的比例在室温下混合加入到剪切乳化机中，在11000r/min的转速下高速搅拌乳化5h，然后静置处理8h，制得悬浮液；
(2)将上述制得的悬浮液升温至50℃，然后加入10g强亲水性电解质硫酸钠粉末，从而降低甲基丙烯酸甲酯单体的溶解度从而凝聚出来，形成初微囊，降温至10℃，初微囊消失，之后再次升温至50℃，制得塑形后的微囊悬浮液，最后进行离心处理，并对离心得到的沉淀洗涤至中性，干燥，制得改性有机微胶囊；
(3)以重量份计，将535份β-半水石膏、α-半水石膏215份、5份CA50 白色铝酸盐水泥、210份机制砂，210份河沙、和10份C类粉煤灰混合均匀成粉料；将6份聚羧酸盐减水剂、0.15份甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物、0.05份木质素磺酸钠、0.5份PE蛋白质缓凝剂和5份改性有机微胶囊加入280份水中分散均匀，形成液料，然后将粉料加入到液料中，搅拌均匀，即可使用。
实施例2
(1)将甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水以质量比为1:0.25:20的比例在室温下混合加入到剪切乳化机中，在11000r/min的转速下高速搅拌乳化5h，然后静置处理8h，制得悬浮液；
(2)将上述制得的悬浮液升温至50℃，然后加入10g强亲水性电解质硫酸钠粉末，形成初微囊，降温至10℃，初微囊消失，之后再次升温至50℃，制得塑形后的微囊悬浮液，最后进行离心处理，并对离心得到的沉淀洗涤至中性，干燥，制得改性有机微胶囊；
(3)以重量份计，将400份β-半水石膏、160份α-半水石膏、1份CA-50 白色铝酸盐水泥、210份机制砂、河砂210份、和10份C类粉煤灰混合均匀成粉料；将6份聚羧酸盐减水剂、0.15份甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物、0.05份木质素磺酸钠、0.5份PE蛋白质缓凝剂和1份改性有机微胶囊加入280份水中分散均匀，形成液料，然后将粉料加入到液料中，搅拌均匀，即可使用。
实施例3
(1)将甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水以质量比为1:0.25:20的比例在室温下混合加入到剪切乳化机中，在11000r/min的转速下高速搅拌乳化5h，然后静置处理8h，制得悬浮液；
(2)将上述制得的悬浮液升温至50℃，然后加入10g强亲水性电解质硫酸钠粉末，从而降低甲基丙烯酸甲酯单体的溶解度从而凝聚出来，形成初微囊，降温至10℃，初微囊消失，之后再次升温至50℃，制得塑形后的微囊悬浮液，最后进行离心处理，并对离心得到的沉淀洗涤至中性，干燥，制得改性有机微胶囊；
(3)以重量份计，将535份β-半水石膏、215份α-半水石膏、1份42.5 等级白色普通硅酸盐水泥、250份机制砂、200份河砂、和10份C类粉煤灰混合均匀成粉料；将8份聚羧酸盐减水剂、0.15份甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物、 0.05份木质素磺酸钠、0.5份PE蛋白质缓凝剂和1份改性有机微胶囊加入280 份水中分散均匀，形成液料，然后将粉料加入到液料中，搅拌均匀，即可使用。
实施例4
(1)将甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水以质量比为1:0.25:20的比例在室温下混合加入到剪切乳化机中，在11000r/min的转速下高速搅拌乳化5h，然后静置处理8h，制得悬浮液；
(2)将上述制得的悬浮液升温至50℃，然后加入10g强亲水性电解质硫酸钠粉末，从而降低甲基丙烯酸甲酯单体的溶解度从而凝聚出来，形成初微囊，降温至10℃，初微囊消失，之后再次升温至50℃，制得塑形后的微囊悬浮液，最后进行离心处理，并对离心得到的沉淀洗涤至中性，干燥，制得改性有机微胶囊；
(3)以重量份计，将400份β-半水石膏、160份α-半水石膏、1份42.5 等级白色普通硅酸盐水泥、210份机制砂、210份河砂、和10份C类粉煤灰混合均匀成粉料；将6份聚羧酸盐减水剂、0.15份甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物、 0.05份木质素磺酸钠、0.5份PE蛋白质缓凝剂和0.5份改性有机微胶囊加入280 份水中分散均匀，形成液料，然后将粉料加入到液料中，搅拌均匀，即可使用。
对比例1
β-半水石膏560份；42.5等级白色普通硅酸盐水泥1份；机制砂210份；河砂210份；C类粉煤灰10份；聚羧酸减水剂6份；PE蛋白质缓凝剂0.5份，水280份，改性有机微胶囊5份；
其他条件和实施例4相同。
对比例2
β-半水石膏560份；42.5等级白色普通硅酸盐水泥1份；机制砂210份；河砂210份；C类粉煤灰10份；聚羧酸减水剂6份；PE蛋白质缓凝剂0.5份，甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物0.15份；水280份，改性有机微胶囊5份；
其他条件和实施例4相同。
对比例3
β-半水石膏560份；42.5等级白色普通硅酸盐水泥1份；机制砂210份；河砂210份；C类粉煤灰10份；聚羧酸减水剂6份；PE蛋白质缓凝剂0.5份，甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物0.15份；水280份；
其他条件和实施例4相同。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从上面测试结果可以看出，本发明制得的可实现泵送的石膏基自流平砂浆新拌浆体无离析泌水现象，流动性能优异，优异的减阻携砂能力，强度高，收缩性小，微膨胀，体积稳定性好，与底层粘结牢固。
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：半水石膏400-750份；水泥1-15份；骨料420-550份；C类粉煤灰10-40份；聚羧酸减水剂0.01-10份；分散剂0.05-0.5份；缓凝剂0.5-2.5份；改性有机微胶囊0.5-5份；水250-300份；
所述分散剂为甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物与木质素磺酸钠的混合物，二者质量比为(1.5-4):1；所述甲基丙烯酸-马来酸酐共聚物由甲基丙烯酸、马来酸酐为单体，以偶氮二异丁腈为引发剂，反应制得；所述甲基丙烯酸、马来酸酐的质量比为1:0.7-0.9，所述偶氮二异丁腈的用量为单体总重量的0.5％；
所述改性有机微胶囊的制备方法包括以下步骤：
(1)将甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水室温下混合加入到剪切乳化机中高速搅拌乳化，然后静置处理，制得悬浮液；其中，所述甲基丙烯酸甲酯单体、硅溶胶和水的质量比为1:(0.25-0.6)：(20-50)
(2)将上述制得的悬浮液升温至40-50℃，然后加入硫酸钠粉末，搅拌形成初微囊，然后降温至10-20℃，初微囊消失，之后再次升温至40-50℃，得到微囊悬浮液，最后进行离心处理，并对离心得到的沉淀洗涤至中性，干燥，制得改性有机微胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，其特征在于：所述半水石膏为β半水石膏和α半水石膏的混合物，二者质量比为(2.4-4):1。
3.根据权利要求1所述的一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，其特征在于：所述水泥是CA-50白色铝酸盐水泥或42.5等级及以上白色普通硅酸盐水泥中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，其特征在于：所述骨料为机制砂与河砂的混合物，二者质量比为(1-2):1；所述骨料的粒径＜1.25mm，且不含＜0.08mm的颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，其特征在于：所述缓凝剂为柠檬酸钠或蛋白类缓凝剂。
6.根据权利要求1所述的一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆，其特征在于：步骤(1)中，所述高速搅拌乳化的转速为5000-11000r/min，时间为3-5h；所述静置处理的时间为8-10h。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种可实现泵送的石膏基自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：
将半水石膏、水泥、骨料、和C类粉煤灰混合均匀成粉料；将聚羧酸盐减水剂、分散剂、缓凝剂和改性有机微胶囊加入水中分散均匀，形成液料，然后将粉料加入到液料中，搅拌均匀，即可使用。
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