CN113372076A - 一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自流平砂浆制备技术领域，具体涉及一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆及其制备方法，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45‑60份，CCCW母料20‑25份，硅溶胶1‑5份，粗细集料20‑30份，缓冲剂0.1‑0.5份，悬浮稳定剂0.1‑0.5份，除泡剂0.3‑0.8份，缓凝剂0.2‑0.6份，硅烷偶联剂3‑7份，聚合物2‑8份和水20‑50份，本发明自流平砂浆效果好，强度高，降低开裂、提高了粘结强度和抗冲击性能，无收缩成本低，对人体无害、无辐射。
Description
技术领域
本发明涉及一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆及其制备方法。属于育苗基质制备技术领域。
背景技术
自流平砂浆是20世纪70年代发展起来的一种地面材料，分为无机和有机两种体系。有机体系主要以环氧自流平为主，无机体系则分为石膏基和水泥基两种。
石膏基自流平砂浆虽然是最早得到应用的地面自流平材料，但是因为其自身存在耐水性差、耐磨性差和表面硬度低等缺点，并没有得到广泛应用。根据《地面用水泥基自流平砂浆JC/T 985-2017》，这种自流平砂浆由水泥基胶凝材料、填料、砂(细骨料)及添加剂等组成，与水搅拌后具有流动性或稍加辅助性铺摊就能流动找平的地面用材料，并分成面层水泥基自流平砂浆和垫层水泥基自流平砂浆。
回顾近十年来的应用，上述“普通型”地面用水泥基自流平砂浆，总是存在着因其后期收缩造成的大块施工开裂问题、粘结力不足和抗冲击能力不足等问题，为此人们通过多种措施以弥补上述缺陷。有的使用石膏和膨胀剂来补偿砂浆的收缩，有的使用聚合物来提高砂浆的粘结强度，有的使用密级配的石英砂来提高砂浆的流动性和强度，有的使用高效缓冲剂来提高砂浆的流动性和强度，但还是都不能有效解决因其后期收缩造成的大块施工开裂、粘结力不足和抗冲击能力不足等问题。
发明内容
本发明提出一种降低开裂、提高了粘结强度和抗冲击性能，在生产上可进行推广使用的高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆及其制备方法，解决现有技术存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45-60份，CCCW母料20-25份，硅溶胶1-5份，粗细集料20-30份，缓冲剂0.1-0.5份，悬浮稳定剂0.1-0.5份，除泡剂0.3-0.8份，缓凝剂0.2-0.6份，多聚糖改性纳米硅酸盐2-6份，硅烷偶联剂3-7份，聚合物2-8份和水20-50份。
在其他实施例中，一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45份，CCCW母料20份，硅溶胶5份，粗细集料20份，缓冲剂0.5份，悬浮稳定剂0.1份，除泡剂0.8份，缓凝剂0.4份，多聚糖改性纳米硅酸盐3份，硅烷偶联剂5份，聚合物5份和水50份。
在其他实施例中，一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料55份，CCCW母料21份，硅溶胶1份，粗细集料30份，缓冲剂0.1份，悬浮稳定剂0.3份，除泡剂0.3份，缓凝剂0.2份，多聚糖改性纳米硅酸盐2份，硅烷偶联剂3份，聚合物2份和水20份。
在其他实施例中，一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料60份，CCCW母料30份，硅溶胶3份，粗细集料22份，缓冲剂0.3份，悬浮稳定剂0.5份，除泡剂0.6份，缓凝剂0.6份，多聚糖改性纳米硅酸盐6份，硅烷偶联剂7份，聚合物8份和水45份。
进一步地，所述的硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液或是纳米二氧化硅粉在水中分散液，所述水泥基胶凝材料为掺合有硅铝微珠的高贝利特硫铝酸盐水泥。硅铝微珠为硅铝基制成，微纳米级，超细超轻，多孔空心，标准物理球形的多功能粉体材料，硅铝微珠为球形颗粒，可在砂浆中起到了滚珠效应，有利于增加砂浆的流动性，微纳米级粉料粒径小，填充砂浆的孔隙，增强砂浆的致密度，提高砂浆的强度。
进一步地，所述粗细集料包括砂和其他集料，所述其他集料为石子、膨胀聚苯颗粒、膨胀珍珠岩、陶粒中两种或两种以上组合。
进一步地，所述悬浮稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟丙基乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、瓜尔胶、文莱胶、硅酸镁铝、改性凹凸棒土、有机膨润土中的一种或多种，优选瓜尔胶、文莱胶及硅酸镁铝中的一种或多种。悬浮稳定剂具有剪切变稀功能，功能是减少泌水、防止粗骨料沉降和轻骨料上浮、降低在泵送过程中阻力。
进一步地，所述除泡剂包含消泡剂和引气剂，引气剂的掺量为消泡剂质量分数的1-10％，消泡剂为聚醚醇、矿物油、有机硅、有机硅改性聚醚中一种或多种，优选聚醚类消泡剂，引气剂优选具有良好稳泡功能的阴离子表面活性剂，以十二烷基磺酸盐或者a-烯基磺酸钠为主要成分的引气剂，优选科莱恩、亚士兰及赢创的商业供应的引气剂。消泡是为了进一步提高产品的力学性能，消除其他助剂带入气泡，但是消泡太严重的化，会造成浆体内部没有气泡可以起到滚珠和润滑作用，施工性太差，所以再消泡基础上，引入部分小气泡。
进一步地，所述缓凝剂为羟基乙二叉膦酸、氨基三亚基膦酸、六偏磷酸钠、酒石酸、葡萄糖酸钠、氨基酸螯合物、麦芽糊精、柠檬酸、柠檬酸钠中一种或多种，优选羟基乙二叉膦酸、氨基三亚基膦酸和氨基酸螯合物中一种或多种，氨基酸螯合物中优选天冬氨酸螯合物。因为硅溶胶加入，对硅酸盐水泥具有较强的促凝作用，使得硅溶胶混凝土的施工性保持是个较大的技术难点，羟基乙二叉膦酸、氨基三亚基膦酸和氨基酸螯合物对高碱缓凝下的缓凝具有更优异的效果。
一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆的制备方法，将掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料，CCCW母料，硅溶胶，粗细集料，缓冲剂，悬浮稳定剂，多聚糖改性纳米硅酸盐，除泡剂，缓凝剂，硅烷偶联剂，聚合物按照配比分别称重计量，然后将称重后的所有原料组份放入混料机内进行搅拌干混，得混合料，然后在混合料中加入水搅拌均匀。
本发明具有以下的优点和有益效果：
本发明涉及的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆及其制备方法中CCCW母料含有的活性化合物与水作用后，以水为载体向水泥基胶凝材料内部结构的空隙进行渗透，在地面涂刷固化过程中形成水化热，在地面毛细孔中生成网状结构的化学键，并产生交联，渗透到水泥基胶凝材料内部的孔隙中的活性化合物与地面中的游离氧化钙交互反应生成纤维结晶物，不仅增强与地面的粘结性，还具有一定的抗渗能力。加入的多聚糖改性纳米硅酸盐，有效改善自流平的表面光滑程度以及流变性能，使自流平获得优良的自愈性和平整度，通过硅溶胶层解决流动性和不沉底的问题，本发明涉及的主要原料为建筑材料类通用材料，简单易得，成本低，成本每吨低于280元，适合工业化生产。本发明的水泥基砂浆流动度大于170mm，找平效果好，强度高，具有优良的耐磨性和抗裂性，无收缩成本低，对人体无害、无辐射。
掺合有硅铝微珠的高贝利特硫铝酸盐水泥，硅铝微珠为硅铝基制成，微纳米级，超细超轻，多孔空心，标准物理球形的多功能粉体材料，硅铝微珠为球形颗粒，可在砂浆中起到了滚珠效应，有利于增加砂浆的流动性，微纳米级粉料粒径小，填充砂浆的孔隙，增强砂浆的致密度，提高砂浆的强度。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45-60份，CCCW母料20-25份，硅溶胶1-5份，粗细集料20-30份，缓冲剂0.1-0.5份，悬浮稳定剂0.1-0.5份，除泡剂0.3-0.8份，缓凝剂0.2-0.6份，多聚糖改性纳米硅酸盐2-6份，硅烷偶联剂3-7份，聚合物2-8份和水20-50份。
所述的硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液或是纳米二氧化硅粉在水中分散液。所述粗细集料包括砂和其他集料，所述其他集料为石子、膨胀聚苯颗粒、膨胀珍珠岩、陶粒中两种或两种以上组合。所述悬浮稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟丙基乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、瓜尔胶、文莱胶、硅酸镁铝、改性凹凸棒土、有机膨润土中的一种或多种，优选瓜尔胶、文莱胶及硅酸镁铝中的一种或多种。悬浮稳定剂具有剪切变稀功能，功能是减少泌水、防止粗骨料沉降和轻骨料上浮、降低在泵送过程中阻力，所述水泥基胶凝材料为掺合有硅铝微珠的高贝利特硫铝酸盐水泥。
所述除泡剂包含消泡剂和引气剂，引气剂的掺量为消泡剂质量分数的1-10％，消泡剂为聚醚醇、矿物油、有机硅、有机硅改性聚醚中一种或多种，优选聚醚类消泡剂，引气剂优选具有良好稳泡功能的阴离子表面活性剂，以十二烷基磺酸盐或者a-烯基磺酸钠为主要成分的引气剂，优选科莱恩、亚士兰及赢创的商业供应的引气剂。消泡是为了进一步提高产品的力学性能，消除其他助剂带入气泡，但是消泡太严重的化，会造成浆体内部没有气泡可以起到滚珠和润滑作用，施工性太差，所以再消泡基础上，引入部分小气泡。
所述缓凝剂为羟基乙二叉膦酸、氨基三亚基膦酸、六偏磷酸钠、酒石酸、葡萄糖酸钠、氨基酸螯合物、麦芽糊精、柠檬酸、柠檬酸钠中一种或多种，优选羟基乙二叉膦酸、氨基三亚基膦酸和氨基酸螯合物中一种或多种，氨基酸螯合物中优选天冬氨酸螯合物。因为硅溶胶加入，对硅酸盐水泥具有较强的促凝作用，使得硅溶胶混凝土的施工性保持是个较大的技术难点，羟基乙二叉膦酸、氨基三亚基膦酸和氨基酸螯合物对高碱缓凝下的缓凝具有更优异的效果。
一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆的制备方法，将掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料，CCCW母料，硅溶胶，粗细集料，缓冲剂，悬浮稳定剂，多聚糖改性纳米硅酸盐，除泡剂，缓凝剂，硅烷偶联剂，聚合物按照配比分别称重计量，然后将称重后的所有原料组份放入混料机内进行搅拌干混，得混合料，然后在混合料中加入水搅拌均匀。
实施例2：
一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45份，CCCW母料20份，硅溶胶5份，粗细集料20份，缓冲剂0.5份，悬浮稳定剂0.1份，除泡剂0.8份，缓凝剂0.4份，多聚糖改性纳米硅酸盐3份，硅烷偶联剂5份，聚合物5份和水50份。
实施例3：
一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料55份，CCCW母料21份，硅溶胶1份，粗细集料30份，缓冲剂0.1份，悬浮稳定剂0.3份，除泡剂0.3份，缓凝剂0.2份，多聚糖改性纳米硅酸盐2份，硅烷偶联剂3份，聚合物2份和水20份。
实施例4：
一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料60份，CCCW母料30份，硅溶胶3份，粗细集料22份，缓冲剂0.3份，悬浮稳定剂0.5份，除泡剂0.6份，缓凝剂0.6份，多聚糖改性纳米硅酸盐6份，硅烷偶联剂7份，聚合物8份和水45份。
实施例5：
与实施例2的区别在于：多聚糖改性纳米硅酸盐0份。
实施例6：
与实施例2的区别在于：CCCW母料0份。
实施例7：
与实施例2的区别在于：CCCW母料23份，除泡剂0份。
实施例8：
与实施例2的区别在于：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45-60份，CCCW母料20-25份，缓凝剂0份。
实施例9：
与实施例2的区别在于：常规的水泥基胶凝材料45-60份，CCCW母料20-25份，缓凝剂0份。
对比例1：
市面上购买的自流平水泥砂浆，品牌达阳，产地福建。官网上具有物理性能检测报告。
根据JCT985-2017地面用水泥基自流平砂浆的检测方法对实施例1-实施例8和对比例1进行检测分析：
上述各个实施例和对比例中所制备的水泥基自流平砂浆的各项性能列于下表1。
表1
由表1可知：实施例5相对于实施例1-4，流动度下降一些，说明多聚糖改性纳米硅酸盐能相对改善自流平的表面光滑程度以及流变性能。
实施例6相对于实施例1-4，拉伸粘结强度下降一些，说明CCCW母料为自流平砂浆提供一定的粘结性。
对实施例1-实施例4、实施例9和对比例1进行施工分析：
将实施例1-实施例4、实施例9和对比例1的自流平砂浆和清水按比例混合倒入搅拌桶搅拌均匀，后将自流平砂浆分批倒入在50平米的平整地面进行对比施工分析。
实施例1中自流平砂浆覆盖全场地时间为10.2分钟(无人工辅助)，人工辅助(人工刮板推刮)覆盖全场地时间为6.6分钟，自流平砂浆初凝时间为55分钟，终凝时间为80分钟。
实施例2中自流平砂浆覆盖全场地时间为9.8分钟(无人工辅助)，人工辅助(人工刮板推刮)覆盖全场地时间为7.5分钟，自流平砂浆初凝时间为60分钟，终凝时间为85分钟。
实施例3中自流平砂浆覆盖全场地时间为11.5分钟(无人工辅助)，人工辅助(人工刮板推刮)覆盖全场地时间为6.8分钟，自流平砂浆初凝时间为57分钟，终凝时间为82分钟。
实施例4中自流平砂浆覆盖全场地时间为10.9分钟(无人工辅助)，人工辅助(人工刮板推刮)覆盖全场地时间为5.9分钟，自流平砂浆初凝时间为58分钟，终凝时间为87分钟。
实施例9中自流平砂浆覆盖全场地时间为14.5分钟(无人工辅助)，人工辅助(人工刮板推刮)覆盖全场地时间为12.3分钟，自流平砂浆初凝时间为62分钟，终凝时间为90分钟。
对比例1中自流平砂浆覆盖全场地时间为25.2分钟(无人工辅助)，人工辅助(人工刮板推刮)覆盖全场地时间为15.8分钟，自流平砂浆初凝时间为70分钟，终凝时间为120分钟。
由上述结论可得：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料能加快自流平砂浆的流动性，加快施工进度。本发明涉及的自流平砂浆初凝时间和终凝时间均高于市面上售卖的自流平水泥砂浆。
本发明涉及的CCCW母料含有的活性化合物与水作用后，以水为载体向水泥基胶凝材料内部结构的空隙进行渗透，在地面涂刷固化过程中形成水化热，在地面毛细孔中生成网状结构的化学键，并产生交联，渗透到水泥基胶凝材料内部的孔隙中的活性化合物与地面中的游离氧化钙交互反应生成纤维结晶物，不仅增强与地面的粘结性，还具有一定的抗渗能力。加入的多聚糖改性纳米硅酸盐，通过硅溶胶层解决流动性和不沉底的问题，本发明涉及的主要原料为建筑材料类通用材料，简单易得，成本低，成本每吨低于280元，适合工业化生产。本发明的水泥基砂浆流动度大于170mm，找平效果好，强度高，具有优良的耐磨性和抗裂性，无收缩成本低，对人体无害、无辐射。
掺合有硅铝微珠的高贝利特硫铝酸盐水泥，硅铝微珠为硅铝基制成，微纳米级，超细超轻，多孔空心，标准物理球形的多功能粉体材料，硅铝微珠为球形颗粒，可在砂浆中起到了滚珠效应，有利于增加砂浆的流动性，微纳米级粉料粒径小，填充砂浆的孔隙，增强砂浆的致密度，提高砂浆的强度。。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45-60份，CCCW母料20-25份，硅溶胶1-5份，粗细集料20-30份，缓冲剂0.1-0.5份，悬浮稳定剂0.1-0.5份，除泡剂0.3-0.8份，缓凝剂0.2-0.6份，多聚糖改性纳米硅酸盐2-6份，硅烷偶联剂3-7份，聚合物2-8份和水20-50份。
2.根据权利要求1所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料45份，CCCW母料20份，硅溶胶5份，粗细集料20份，缓冲剂0.5份，悬浮稳定剂0.1份，除泡剂0.8份，缓凝剂0.4份，多聚糖改性纳米硅酸盐3份，硅烷偶联剂5份，聚合物5份和水50份。
3.根据权利要求1所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料55份，CCCW母料21份，硅溶胶1份，粗细集料30份，缓冲剂0.1份，悬浮稳定剂0.3份，除泡剂0.3份，缓凝剂0.2份，多聚糖改性纳米硅酸盐2份，硅烷偶联剂3份，聚合物2份和水20份。
4.根据权利要求1所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料60份，CCCW母料30份，硅溶胶3份，粗细集料22份，缓冲剂0.3份，悬浮稳定剂0.5份，除泡剂0.6份，缓凝剂0.6份，多聚糖改性纳米硅酸盐6份，硅烷偶联剂7份，聚合物8份和水45份。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述的硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液或是纳米二氧化硅粉在水中分散液，所述水泥基胶凝材料为掺合有硅铝微珠的高贝利特硫铝酸盐水泥。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述粗细集料包括砂和其他集料，所述其他集料为石子、膨胀聚苯颗粒、膨胀珍珠岩、陶粒中两种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述悬浮稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟丙基乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、瓜尔胶、文莱胶、硅酸镁铝、改性凹凸棒土、有机膨润土中的一种或多种的组合。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述除泡剂包括消泡剂和引气剂，引气剂的掺量为消泡剂质量分数的1-10％，消泡剂为聚醚醇、矿物油、有机硅、有机硅改性聚醚中的一种或多种组合，引气剂为有良好稳泡功能的阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸盐或者a-烯基磺酸钠。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述缓凝剂为羟基乙二叉膦酸、氨基三亚基膦酸、六偏磷酸钠、酒石酸、葡萄糖酸钠、氨基酸螯合物、麦芽糊精、柠檬酸、柠檬酸钠中一种或多种的组合。
10.一种根据权利要求1-9中任一权利要求所述的高粘接高强度改性地面水泥基自流平砂浆的制备方法，其特征在于：将掺合有硅铝微珠的水泥基胶凝材料，CCCW母料，硅溶胶，粗细集料，缓冲剂，悬浮稳定剂，除泡剂，多聚糖改性纳米硅酸盐，缓凝剂，硅烷偶联剂，聚合物按照配比分别称重计量，然后将称重后的所有原料组份放入混料机内进行搅拌干混，得混合料，然后在混合料中加入水搅拌均匀。
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