CN114105557B - 一种抹灰砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抹灰砂浆及其制备方法，以重量份数计，抹灰砂浆包括：硅酸盐水泥60‑120份，改性陶瓷抛光粉160‑200份，人工砂150‑200份，可分散乳胶粉2‑10份，聚羧酸减水剂1‑3份，水，所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。本发明提供一种抹灰砂浆及其制备方法，在保证抹灰砂浆的性能的同时，解决了现有原材料价格高等问题。

Description

一种抹灰砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种抹灰砂浆及其制备方法。
背景技术
抹灰砂浆主要成分为水泥、细骨料和外加剂，抹灰砂浆中的水泥和细骨料等原材料资源日益减少，抹灰砂浆的原材料价格逐年提高。
发明内容
基于此，本发明提供一种抹灰砂浆及其制备方法，在保证抹灰砂浆的性能的同时，解决了现有原材料价格高等问题。
一种抹灰砂浆，以重量份数计，包括：
Figure BDA0003367603350000011
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
优选地，所述硅酸盐水泥包括P.O42.5普通硅酸盐水泥、P.C42.5复合硅酸盐水泥、P.C32.5复合硅酸盐和P.C32.5水泥中的一种以上；
优选地，所述人工砂包括大理石质人工砂、石灰岩质人工砂和花岗岩质人工砂中的任意一种。
优选地，所述改性陶瓷抛光粉的活性>60％、比表面积>920m2/kg、密度>2.58g/cm3。
优选地，以重量份数计，所述抹灰砂浆还包括：
Figure BDA0003367603350000012
Figure BDA0003367603350000021
优选地，所述特种水泥包括快硬水泥、抗裂水泥和装饰水泥中的一种以上。
优选地，所述增稠剂包括纤维素醚、无机增稠剂、聚丙烯纤维类增稠剂、醚类增稠剂和聚丙烯酸酯增稠剂中的一种以上。
本发明还提供一种抹灰砂浆的制备方法，包括步骤：
将硅酸盐水泥、改性陶瓷抛光粉和人工砂进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物；
向所述第一混合物中加入水，搅拌均匀得到第二混合物；
向所述第二混合物中加入可分散乳胶粉和聚羧酸减水剂搅拌均匀反应制得抹灰砂浆；
以重量份数计，所述硅酸盐水泥60-120份，所述改性陶瓷抛光粉160-200份，所述人工砂150-200份，所述可分散乳胶粉2-10份，所述聚羧酸减水剂1-3份；
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
优选地，所述第一混合物与水的质量比为(4-8)：(0.5-2)。
优选地，所述改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
将所述陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向所述抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合物，将所述混合物过滤，收集含有改性后的陶瓷抛光粉废弃物的固体；
向所述固体中加入硅烷偶联剂置于40-60℃环境下搅拌反应，将反应后的混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：
改性陶瓷抛光粉具有一定活性，能替代部分水泥和人工砂，并且能促进水泥水化产物的生成；另一方面，未参与水化的改性陶瓷抛光粉填充在砂浆内部空隙中，使砂浆内部结构更加密实，从而提高了砂浆的抗压强度、耐久性。
可分散乳胶粉可提高抹灰砂浆的粘结性，聚羧酸减水剂能降低砂浆的用水量从而提高抹灰砂浆的强度和耐久性。
本发明使用的改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备抹灰砂浆的原材料成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种抹灰砂浆，以重量份数计，包括：
Figure BDA0003367603350000031
改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
改性陶瓷抛光粉具有一定活性，能替代部分水泥和人工砂，并且能促进水泥水化产物的生成；另一方面，未参与水化的改性陶瓷抛光粉填充在砂浆内部空隙中，使砂浆内部结构更加密实，从而提高了砂浆的抗压强度、耐久性。
可分散乳胶粉提高抹灰砂浆的粘结性，聚羧酸减水剂能降低砂浆的用水量从而提高抹灰砂浆的强度和耐久性。
本发明使用的改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备抹灰砂浆的原材料成本。
此外，人工砂可以用工业废渣、建筑垃圾和废石经除土处理，再由制砂设备破碎、筛分而得，实现了废弃物的再次利用，降低了制备抹灰砂浆的原材料成本。
在一些实施例中，以重量份数计，抹灰砂浆还包括：
Figure BDA0003367603350000041
具体地，使用特种水泥可相应提高抹灰砂浆其特定的性能，例如快硬水泥、抗裂水泥和装饰水泥，可使得抹灰砂浆分别具有快硬、抗裂以及装饰的性能；
矿渣粉和粉煤灰可替代部分水泥，矿渣粉原料是冶金行业的高炉炉渣，粉煤灰是煤燃烧后的废弃粉末，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备保温砂浆的原材料成本；
引气剂加入抹灰砂浆中能产生微小气泡，改善抹灰砂浆的和易性；消泡剂就是消除砂浆在自然搅拌过程中产生的大的形态不圆整且没有引气剂吸附膜的大气泡。引气剂和消泡剂能改善抹灰砂浆的保水性和抗裂性，提高抹灰砂浆的流动性；
增稠剂可提高抹灰砂浆的粘结性。
引气剂包括木质素磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯磺酸盐中的任意一种。
消泡剂包括环氧乙烷聚合物、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的任意一种。
此外，本发明使用的粉煤灰是火力发电厂中煤炭燃烧后产生的废弃粉末；
所用的聚羧酸减水剂减水效率为30-36％。
在一些实施例中，以重量份数计，抹灰砂浆包括：
Figure BDA0003367603350000051
在一些实施例中，以重量份数计，抹灰砂浆包括：
Figure BDA0003367603350000052
在一些实施例中，硅酸盐水泥包括P.O42.5普通硅酸盐水泥、P.C42.5复合硅酸盐水泥、P.C32.5复合硅酸盐和P.C32.5水泥中的一种以上；
在一些实施例中，特种水泥包括快硬水泥、抗裂水泥和装饰水泥中的一种以上。
在一些实施例中，人工砂包括大理石质人工砂、石灰岩质人工砂和花岗岩质人工砂中的任意一种；
人工砂的细度为2.8-3.2；
人工砂的表观密度为2500-2700kg/m3。
在一些实施例中，增稠剂包括纤维素醚、无机增稠剂、聚丙烯纤维类增稠剂、醚类增稠剂和聚丙烯酸酯增稠剂中的一种以上。
纤维素醚还具有保水性，使砂浆中的水不易挥发。
在一些实施例中，改性陶瓷抛光粉的活性>60％、比表面积>920m2/kg、密度>2.58g/cm3。
本发明还提供一种抹灰砂浆的制备方法，包括步骤：
将硅酸盐水泥、改性陶瓷抛光粉和人工砂进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物；
向第一混合物中加入水，搅拌均匀得到第二混合物；
向第二混合物中加入可分散乳胶粉和聚羧酸减水剂搅拌均匀反应制得抹灰砂浆；
以重量份数计，硅酸盐水泥60-120份，改性陶瓷抛光粉160-200份，人工砂150-200份，可分散乳胶粉2-10份，聚羧酸减水剂1-3份；
改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
向第一混合液中加入水后，水泥、改性陶瓷抛光粉水发生水化，形成水化产物，水化产物中含有Ca(OH)2溶液，Ca(OH)2溶液很快达到饱和并析出晶体，同时生成钙矾石晶体及水化硅酸钙凝胶体。
向第二混合物中加入分散乳胶粉和聚羧酸减水剂之后搅拌发生反应；
具体地，可分散乳胶粉与水接触形成乳液，乳液中的聚合物颗粒沉积到水化硅酸钙凝胶体和未水化水泥颗粒上，且随着水化反应的进行，水化产物增多，乳液中的聚合物颗粒在水化硅酸钙凝胶体表面和未水化水泥颗粒上形成紧密堆积层；
紧密堆积层逐渐填充砂浆的孔隙，由于水化或干燥水分进一步减少，紧密堆积层凝聚成连续的薄膜，形成与水化的水泥浆体互穿的混合体，并且改善了水化产物与人工砂的胶接。
另一方面，由于带有聚合物的水化产物在界面形成了覆盖层，影响钙矾石和粗大氢氧化钙晶体的生长，且聚合物在砂浆的孔隙中凝聚成膜，从而使聚合物和水泥的过渡区更为致密。
一些聚合物分子中的活性基团与水泥水化产物中的Ca2+、A13+等产生交联反应，形成特殊的桥键作用，改善水泥基材料硬化体的物理组织结构，缓解内应力，减少微裂纹的产生。
在一些实施例中，第一混合物与水的质量比为(4-8)：(0.5-2)；
将硅酸盐水泥、改性陶瓷抛光粉和人工砂进行物理搅拌的搅拌时间不少于4min；
向第二混合物中加入可分散乳胶粉和聚羧酸减水剂搅拌均匀的搅拌时间不少于3min；
在一些实施例中，改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
将陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合物，将混合物过滤，收集含有改性后的陶瓷抛光粉废弃物的固体；
向固体中加入硅烷偶联剂置于40-60℃环境下搅拌反应，将反应后的混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
在一些实施例中，向抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌的搅拌时间为2-8min；
将固体进行干燥处理并加入硅烷偶联剂置于40-60℃环境下搅拌反应的搅拌时间为30-80min；
干燥球磨后的陶瓷抛光粉废弃物与表面改性剂溶液的质量比为1：(9-13)；
表面改性剂包括铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种；
加入表面改性剂是为了对干燥球磨后的陶瓷抛光粉进行表面改性处理，表面改性剂中的溶质吸附在陶瓷抛光粉表面，使得陶瓷抛光粉形成有机分子层，进而使得陶瓷抛光粉由亲水性变成亲有机性。
干燥球磨后的陶瓷抛光粉废弃物与硅烷偶联剂的质量比为1：(4-6)；
硅烷偶联剂作用是加强表面改性剂中溶质与陶瓷抛光粉的吸附。
硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的任意一种。
实施例1
将60kgP.O42.5普通硅酸盐水泥、20kg快硬水泥、30kg矿渣粉、30kg粉煤灰、160kg改性陶瓷抛光粉和10kg花岗岩质人工砂进行物理搅拌，搅拌2min得到第一混合物；
向第一混合物中加入水，并置于砂浆搅拌机搅拌均匀得到第二混合物；
向第二混合物中加入2kg可分散乳胶粉、5kg纤维素醚、1kg引气剂、2kg消泡剂、1无机增稠剂和1kg聚羧酸减水剂搅拌4min反应制得抹灰砂浆；
其中，改性陶瓷抛光粉的活性为60％、比表面积为920m2/kg、密度为2.58g/cm3；
花岗岩质人工砂的细度为2.8、表观密度为2500kg/m3；
聚羧酸减水剂的减水效率为36％；
第一混合物与水的质量比为6：1。
实施例2
将100kgP.O42.5普通硅酸盐水泥、35kg快硬水泥、50kg矿渣粉、50kg粉煤灰、190kg改性陶瓷抛光粉和190kg花岗岩质人工砂进行物理搅拌，搅拌2min得到第一混合物；
向第一混合物中加入水，并置于砂浆搅拌机搅拌均匀得到第二混合物；
向第二混合物中加入10kg可分散乳胶粉、10kg纤维素醚、6kg引气剂、6kg消泡剂、3无机增稠剂和3kg聚羧酸减水剂搅拌4min反应制得抹灰砂浆；
其中，改性陶瓷抛光粉的活性为60％、比表面积为920m2/kg、密度为2.58g/cm3；
花岗岩质人工砂的细度为2.8、表观密度为2500kg/m3；
聚羧酸减水剂的减水效率为36％；
第一混合物与水的质量比为6：1。
实施例3
90kgP.O42.5普通硅酸盐水泥、30kg快硬水泥、45kg矿渣粉、45kg粉煤灰、180kg改性陶瓷抛光粉和175kg花岗岩质人工砂进行物理搅拌，搅拌2min得到第一混合物；
向第一混合物中加入水，并置于砂浆搅拌机搅拌均匀得到第二混合物；
向第二混合物中加入6kg可分散乳胶粉、7kg纤维素醚、3.5kg引气剂、3kg消泡剂、1.5无机增稠剂和1.5kg聚羧酸减水剂搅拌4min反应制得抹灰砂浆；
其中，改性陶瓷抛光粉的活性为60％、比表面积为920m2/kg、密度为2.58g/cm3；
花岗岩质人工砂的细度为2.8、表观密度为2500kg/m3；
聚羧酸减水剂的减水效率为36％；
第一混合物与水的质量比为6：1。
对比例1
严格对照实施例3，在制备抹灰砂浆时不加入改性陶瓷抛光粉，并用于与本发明的抹灰砂浆性能比较研究。
本实施例1～3、对比例1中所用到的改性陶瓷抛光粉的制备方法如下：
将陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向所述抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40℃下搅拌，搅拌5min后得到混合物，将所述混合物过滤，收集含有改性后的陶瓷抛光粉废弃物的固体；
向所述固体中加入硅烷偶联剂置于40℃环境下搅拌反应50min，将反应后的混合液过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
对上述实施例1～3、对比例1制备的抹灰砂浆按照标准：JGJ/T 220-2010《抹灰砂浆技术规程》进行性能测试，结果如表1所示：
表1抹灰砂浆的性能测试结果
Figure BDA0003367603350000101
由表1的测试结果知，本发明的抹灰砂浆各项性能能够满足行业标准JGJ/T220-2010《抹灰砂浆技术规程》要求；
相对于实施例1，实施例2的抛光粉掺量有所增加，从表1中可以看出，随着保温砂浆中改性陶瓷抛光粉掺量的增加，抹灰砂浆的保水率、抗压强度、拉伸粘结强度分别提高了7.1％、33.9％、66.7％；
这与改性陶瓷抛光粉的形态效应有关，改性陶瓷抛光粉一部分参与水泥水化，生成更多的水化产物，可以减少砂浆的单位用水量另一部分未参与水化的改性陶瓷抛光粉填充于水泥颗粒之间，进而减少多余的水在砂浆硬化后形成的孔隙，使砂浆结构更加密实，另一方面改性陶瓷抛光粉比骨料颗粒细得多，因此起到填充人工砂颗粒之间的空隙，从而改善砂保温砂浆的密实度和细化孔结构，保温砂浆的孔隙结构的细化对保温砂浆的强度有一定的正向影响。
结合实施例3和对比例1，未加入改性陶瓷砖抛光粉的对比例1的保水率、抗压强度、拉伸粘结强度、表观密度和分层度明显低于加了改性陶瓷砖抛光粉的实施例3，这说明改性陶瓷抛光粉对抹灰砂浆保水率、抗压强度、拉伸粘结强度、表观密度和分层度提升影响显著。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种抹灰砂浆，其特征在于，以重量份数计，包括：
硅酸盐水泥 60-120份；
改性陶瓷抛光粉 160-200份；
人工砂 150-200份；
可分散乳胶粉 2-10份；
聚羧酸减水剂 1-3份；
特种水泥 20-40份；
矿渣粉 30-60份；
粉煤灰 30-60份；
引气剂 1-6份；
消泡剂 2-6份；
增稠剂 1-13份以及
水；
其中，所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，所述改性陶瓷抛光粉的比表面积＞920m2/kg、活性＞60%、密度＞2.58g/cm3；
所述改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
将所述陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向所述陶瓷抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合物，将所述混合物过滤，收集含有改性后的陶瓷抛光粉废弃物的固体；
向所述固体中加入硅烷偶联剂并置于40-60℃环境下搅拌反应得到混合液，将所述混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉；
干燥球磨后的所述陶瓷抛光粉废弃物与所述表面改性剂溶液的质量比为1：（9-13）；
所述表面改性剂包括铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种；
干燥球磨后的所述陶瓷抛光粉废弃物与所述硅烷偶联剂的质量比为1：（4-6）。
2.根据权利要求1所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥包括P.O42.5普通硅酸盐水泥、P.C42.5复合硅酸盐水泥、P.C32.5复合硅酸盐和P.C32.5水泥中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述人工砂包括大理石质人工砂、石灰岩质人工砂和花岗岩质人工砂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述特种水泥包括快硬水泥、抗裂水泥和装饰水泥中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述增稠剂包括纤维素醚、无机增稠剂、聚丙烯纤维类增稠剂、醚类增稠剂和聚丙烯酸酯增稠剂中的一种以上。
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