CN114685106B - 一种隔热耐磨碱活化修补砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔热耐磨碱活化修补砂浆及其制备方法,该修补砂浆按重量份比包含以下组分:废瓷砖粉40~70份,粉煤灰0~30份,矿粉20~30份,电石渣粉10~15份,减水剂0.6~1.2份,碳酸钠5~6份,消泡剂0.1~0.2份,缓凝剂0.1~0.2份,乳胶粉2~3份,废瓷砖颗粒90~110份,水40~50份;所述废瓷砖粉粒径为15μm~20μm;所述废瓷砖颗粒粒径为0.6m~2.36mm,且其中粒径为1mm~2mm的废瓷砖颗粒含量不小于50%。本发明对固废瓷砖进行再回收利用,让其变废为宝,将废瓷砖粉和废瓷砖颗粒分别用作胶凝材料和细骨料来制备修补砂浆;不仅减轻了由固废瓷砖引发的环境压力,还获得了性能优异的修补砂浆。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种隔热耐磨碱活化修补砂浆及其制备方法。
背景技术
混凝土结构在其使用期间暴露在恶劣的条件下,长期的承受荷载和环境因素导致许多混凝土结构经常发生破损和侵蚀等劣化现象,为了达到可接受的工程性能,对现有混凝土结构进行改造和修复,提高现有混凝土结构的耐久性是非常必要的,维修材料的选择起着关键作用。碱活化修补砂浆是一种新型有效的建筑材料,其不会产生高CO2排放,而且其还有着较高的机械性能和耐久性能。
将固废瓷砖进行再回收利用,让其变废为宝,不仅可以减轻由固废瓷砖引发的环境压力,还会对社会可持续发展起到积极的推动作用。废瓷砖粉因其颗粒粒径细小,比表面积高,另外含有少量玻璃相,存在潜在的火山灰活性。但是废瓷砖粉的碱活化反应非常缓慢,由于其较低的钙含量和结晶性质,导致早期强度发展较低。矿渣是一种高钙基铝硅酸盐材料,其在碱活化系统中充当钙源并能够快速提高强度。因此在废瓷砖粉中加入少量矿渣能解决强度不足问题。
目前国内外针对碱活化修补砂浆常用的激发剂大多是强碱(如氢氧化钠和硅酸钠),强碱可以有效激发废瓷砖粉、矿渣和粉煤灰,但是由它激发的修补砂浆工作性能难以控制,特别在早期。而且这些激发剂不是天然资源,只能从能源密集型制造过程中获得,这也就增加了碳排放,带来了二次污染,继续使用会加大温室效应,不利于保护环境,并且成本还高。电石渣是乙炔生产过程中的副产品,主要成分是氢氧化钙。弱碱碳酸钠是天然存在并且可以直接从自然界中获得。由它们联合也可以激发废瓷砖粉、矿渣和粉煤灰,但却产生了新的问题:修补砂浆的早期强度乃至后期强度都非常有限,满足不了在短时间内要达到修补砂浆的工作标准强度。
发明内容
为解决背景技术中提到的问题,本发明提供了一种隔热耐磨碱活化修补砂浆及其制备方法。
本发明提供的一种隔热耐磨碱活化修补砂浆,按重量份比包含以下组分:废瓷砖粉40~70份,粉煤灰0~30份,矿粉20~30份,电石渣粉10~15份,减水剂0.6~1.2 份,碳酸钠5~6份,消泡剂0.1~0.2份,缓凝剂0.1~0.2份,乳胶粉2~3份,废瓷砖颗粒90~110份,水40~50份;所述废瓷砖粉粒径为15μm~20μm;所述废瓷砖颗粒粒径为0.6m~2.36mm,且其中粒径为1mm~2mm的废瓷砖颗粒含量不小于 50%。
在一些具体实施方式中,废瓷砖粉优选60~70份,粉煤灰优选0~10份。
在一些具体实施方式中,废瓷砖粉优选40~50份,粉煤灰优选20~30份。
在一些具体实施方式中,电石渣粉的粒径为20μm~30μm。
在一些具体实施方式中,减水剂为液态聚羧酸减水剂。
在一些具体实施方式中,消泡剂为有机硅消泡剂。
在一些具体实施方式中,缓凝剂为硼酸。
在一些具体实施方式中,乳胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯- 叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯- 乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。
本发明提供的一种隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,包括:
将40~70份废瓷砖粉、0~30份粉煤灰、20~30份矿粉、10~15份电石渣粉、0.1~0.2 份减水剂混合后置于湿磨机内,加水40~50份研磨40~60min得超细浆料,所得超细浆料的中值粒径不大于2μm;
向超细浆料内加入5~6份碳酸钠、0.5~1份减水剂、0.1~0.2份消泡剂、0.1~0.2份缓凝剂、2~3份乳胶粉和90~110份废瓷砖颗粒,经搅拌即得隔热耐磨碱活化修补砂浆。
本发明具有如下特点和有益效果:
(1)本发明方法中使用湿磨技术对部分原料进行超细化处理,可大幅减少浆料粒径,尺寸越小活性越大。而且湿磨过程中还可以促使原料产生微裂缝,促进有效离子(Ca2+、Al3+和Si4+)的溶出,可大幅度加快体系的水化进程,从而可显著提升修补砂浆的强度和黏聚力。
(2)本发明修补砂浆除了具有优异的强度和黏聚力外,还具有高耐磨性和优良的隔热性,高耐磨性可防止修补砂浆出现脱皮、砂化、麻面等现象,而优异的隔热性可减少对使用者的影响。
(3)本发明对固废瓷砖进行再回收利用,让其变废为宝,将废瓷砖粉和废瓷砖颗粒分别用作胶凝材料和细骨料来制备修补砂浆;不仅减轻了由固废瓷砖引发的环境压力,还获得了性能优异的修补砂浆。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作更进一步地解释。其中,实施例仅用于示例性说明,但并不用来限定本发明的实施范围。
实施例和对比例中,废瓷砖是建筑物地面砖和墙面砖拆卸后再经研磨、烘干得到的,其中主要物质化学成分为SiO2和Al2O3,其中SiO2含量为70%~75%,Al2O3含量为15%~0%。电石渣来自湖北宜化集团,其主要化学成分为Ca(OH)2,其中Ca(OH)2含量大于60%。矿粉来自武汉宝钢集团,为S95级矿粉,其中Al2O3含量为12.3%~15%,SiO2含量为36.9%~39%,CaO含量为38.6%~40%,MgO含量为 7.5%~10%。粉煤灰来自湖北汉川电厂,其中SiO2含量为40%~50%,Al2O3含量为 25%~35%,CaO含量为4%~10%,Fe2O3含量为3%~6%。减水剂为市购的液态聚羧酸减水剂,其固含量≥40%。可分散乳胶粉为市购的苯乙烯-丁二烯共聚物,固含量≥98%,堆积密度300~500g/L,PH值6~8。消泡剂为市购的有机硅消泡剂B-340,为非离子型,主要成分为二甲基硅油,呈白色粘稠乳液,含油量≥30%,pH值6~8。缓凝剂为市购的硼酸,分析纯,纯度≥99.5%。碳酸钠为市购的无水碳酸钠,分析纯,纯度≥99.8%。
实施例1
本实施例修补砂浆的制备方法具体如下:
1)将废瓷砖送入破碎机进行破碎10min,再经过筛分别得到粒径范围为 15μm~20μm的废瓷砖粉和粒径范围为0.6m~2.36mm的废瓷砖颗粒,且废瓷砖颗粒中粒径1mm~2mm的含量≥50%。
2)将块状电石渣送入球磨机中进行干法粉磨15min,再经过筛得到粒径范围为20μm~30μm的电石渣粉。
3)按重量份计,将废瓷砖粉40份、粉煤灰30份、矿粉20份、电石渣粉10 份和减水剂0.1份混合后置于湿磨机中,加水40份研磨60min得到超细浆料。
4)按重量份计,向超细浆料加入碳酸钠5份、减水剂0.5份、消泡剂0.1份、缓凝剂0.2份、乳胶粉2份和废瓷砖颗粒100份,搅拌均匀即得隔热耐磨碱活化修补砂浆。
对本实施例修补砂浆进行性能测试,性能参数为:初始流动度为313mm,20min 流动度为281mm,1d抗压强度33.3MPa,28d抗压强度72MPa,粘结强度2.9MPa,磨抗长度1.94mm,热导率0.43W/(m·k)。
实施例2
本实施例修补砂浆的制备方法具体如下:
1)将废瓷砖送入破碎机进行破碎10min,再经过筛分别得到粒径范围为 15μm~20μm的废瓷砖粉和粒径范围为0.6m~2.36mm的废瓷砖颗粒,且废瓷砖颗粒中粒径1mm~2mm的含量≥50%。
2)将块状电石渣送入球磨机中进行干法粉磨15min,再经过筛得到粒径范围为20μm~30μm的电石渣粉。
3)按重量份计,将废瓷砖粉50份、粉煤灰20份、矿粉20份、电石渣粉10 份和减水剂0.1份混合均匀后置于湿磨机中,加水40份研磨60min得到超细浆料。
4)按重量份计,向超细浆料加入碳酸钠5份、减水剂0.5份、消泡剂0.1份、缓凝剂0.2份、乳胶粉2份和废瓷砖颗粒100份,搅拌均匀即得隔热耐磨碱活化修补砂浆。
对本实施例修补砂浆进行性能测试,性能参数为:初始流动度为301mm,20min 流动度为275mm,1d抗压强度31.7MPa,28d抗压强度70.9MPa,粘结强度2.8MPa, 磨抗长度2.55mm,热导率0.39W/(m·k)。
实施例3
本实施例修补砂浆的制备方法具体如下:
1)将废瓷砖送入破碎机进行破碎10min,再经过筛分别得到粒径范围为 15μm~20μm的废瓷砖粉和粒径范围为0.6m~2.36mm的废瓷砖颗粒,且废瓷砖颗粒中粒径1mm~2mm的含量≥50%。
2)将块状电石渣送入球磨机中进行干法粉磨15min,再经过筛得到粒径范围为20μm~30μm的电石渣粉。
3)按重量份计,将废瓷砖粉60份、粉煤灰10份、矿粉20份、电石渣粉10 份和减水剂0.1份混合均匀后置于湿磨机中,加水40份研磨60min得到超细浆料。
4)按重量份计,向超细浆料加入碳酸钠5份、减水剂0.5份、消泡剂0.1份、缓凝剂0.2份、乳胶粉2份和废瓷砖颗粒100份,搅拌均匀即得隔热耐磨碱活化修补砂浆。
对本实施例修补砂浆进行性能测试,性能参数为:初始流动度为285mm,20min 流动度为256mm,1d抗压强度30.5MPa,28d抗压强度68.8MPa,粘结强度2.7MPa, 磨抗长度2.87mm,热导率0.33W/(m·k)。
实施例4
本实施例修补砂浆的制备方法具体如下:
1)将废瓷砖送入破碎机进行破碎10min,再经过筛分别得到粒径范围为 15μm~20μm的废瓷砖粉和粒径范围为0.6m~2.36mm的废瓷砖颗粒,且废瓷砖颗粒中粒径1mm~2mm的含量≥50%。
2)将块状电石渣送入球磨机中进行干法粉磨15min,再经过筛得到粒径范围为20μm~30μm的电石渣粉。
3)按重量份计,将废瓷砖粉70份、矿粉20份、电石渣粉10份和减水剂0.1 份混合均匀后置于湿磨机中,加水40份研磨60min得到超细浆料。
4)按重量份计,向超细浆料加入碳酸钠5份、减水剂0.5份、消泡剂0.1份、缓凝剂0.2份、乳胶粉2份和废瓷砖颗粒100份,搅拌均匀即得隔热耐磨碱活化修补砂浆。
对本实施例修补砂浆进行性能测试,性能参数为:初始流动度为265mm,20min 流动度为236mm,1d抗压强度28.5MPa,28d抗压强度64.6MPa,粘结强度2.5MPa,磨抗长度3.65mm,热导率0.26W/(m·k)。
实施例5
本实施例修补砂浆的制备方法具体如下:
1)将废瓷砖送入破碎机进行破碎10min,再经过筛分别得到粒径范围为 15μm~20μm的废瓷砖粉和粒径范围为0.6m~2.36mm的废瓷砖颗粒,且废瓷砖颗粒中粒径1mm~2mm的含量≥50%。
2)将块状电石渣送入球磨机中进行干法粉磨15min,再经过筛得到粒径范围为20μm~30μm的电石渣粉。
3)按重量份计,将废瓷砖粉55份、矿粉30份、电石渣粉15份和减水剂0.2 份混合均匀后置于湿磨机中,加水50份研磨40min得到超细浆料。
4)按重量份计,向超细浆料加入碳酸钠6份、减水剂1份、消泡剂0.2份、缓凝剂0.1份、乳胶粉3份和废瓷砖颗粒100份,搅拌均匀即得隔热耐磨碱活化修补砂浆。
对本实施例修补砂浆进行性能测试,性能参数为:初始流动度为273mm,20min 流动度为243mm,1d抗压强度23.6MPa,28d抗压强度60.1MPa,粘结强度2.2MPa,磨抗长度3.95mm,热导率0.36W/(m·k)。
对比例1
本对比例修补砂浆的制备方法具体如下:
1)将废瓷砖送入破碎机进行破碎10min,再经过筛分别得到粒径范围为 15μm~20μm的废瓷砖粉和粒径范围为0.6m~2.36mm的废瓷砖颗粒,且废瓷砖颗粒中粒径1mm~2mm的含量≥50%。
2)将块状电石渣送入球磨机中进行干法粉磨15min,再经过筛得到粒径范围为20μm~30μm的电石渣粉。
3)按重量份计,将废瓷砖粉60份、粉煤灰10份、矿粉20份、电石渣粉10 份、碳酸钠5份、减水剂0.5份、消泡剂0.1份、缓凝剂0.2份、乳胶粉2份、水 40份和废瓷砖颗粒100份,搅拌均匀即得修补砂浆。
相对实施例1~4,本对比例不包括湿磨处理工艺。对本对比例修补砂浆进行性能测试,性能参数为:初始流动度为330mm,20min流动度为300mm,1d抗压强度16MPa,28d抗压强度43.2MPa,粘结强度1.9MPa,磨抗长度4.9mm,热导率 0.55W/(m·k)。
对比例2
本对比例采用天然河砂替换实施例中国的废瓷砖颗粒,本对比例修补砂浆的制备方法具体如下:
1)将废瓷砖送入破碎机进行破碎10min,再经过筛得到粒径范围为 15μm~20μm的废瓷砖粉。
2)将块状电石渣送入球磨机中进行干法粉磨15min,再经过筛得到粒径范围为20μm~30μm的电石渣粉。
3)按重量份计,将废瓷砖粉60份、粉煤灰10份、矿粉20份、电石渣粉10 份和减水剂0.1份混合均匀后置于湿磨机中,加水40份研磨60min得到超细浆料。
4)按重量份计,向超细浆料加入碳酸钠5份、减水剂0.5份、消泡剂0.1份、缓凝剂0.2份、乳胶粉2份和粒径范围为0.6mm~2.36mm的河砂100份,搅拌均匀即得隔热耐磨碱活化修补砂浆。
对本对比例修补砂浆进行性能测试,性能参数为:初始流动度为290mm,20min 流动度为260mm,1d抗压强度25.6MPa,28d抗压强度62.5MPa,粘结强度2.5MPa,磨抗长度3.5mm,热导率0.9W/(m·k)。
需要说明的是,上述实施例和对比例中,流动度按照标准BT50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法行业标准、国家规范》进行测试;抗压强度按照国家标准GBT17671-1999《水泥胶砂强度试验方法》进行测试;粘结强度按照国家标准GB-T6329-1996《胶粘剂对接接头拉伸强度的测定》进行测试;耐磨性按照国家标准GB T12988-91《混无机地面材料耐磨性能试验方法》对固化28d的砂浆进行测试;热导率按照国家标准GB 10297-1998《非金属固体材料导热系数的测定方法热线法》进行测定。
将实施例1~4以及对比例1~2修补砂浆的性能参数列于表1~2。从表1~2可以看出,相对对比例1,实施例1~4的修补砂浆具有更优的流动性、明显更高的强度和黏聚力、更优的耐磨性和隔热性。相对对比例2,实施例1~4综合性能都略胜一筹,尤其是隔热性,更是显著优于对比例2。
表1实施例1~4与对比例1~2修补砂浆的一部分性能参数
表2实施例1~4与对比例1~2修补砂浆的另一部分性能参数
以上所述仅是本发明的实施例,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是,包括:
将40~70份废瓷砖粉、0~30份粉煤灰、20~30份矿粉、10~15份电石渣粉、0.1~0.2份减水剂混合后置于湿磨机内,加水40~50份研磨40~60min得超细浆料;
向超细浆料内加入5~6份碳酸钠、0.5~1份减水剂、0.1~0.2份消泡剂、0.1~0.2份缓凝剂、2~3份乳胶粉和90~110份废瓷砖颗粒,经搅拌即得隔热耐磨碱活化修补砂浆;
所述废瓷砖粉粒径为15μm~20μm;
所述废瓷砖颗粒粒径为0.6m~2.36mm,且其中粒径为1mm~2mm的废瓷砖颗粒含量不小于50%。
2.如权利要求1所述的隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是:
所述废瓷砖粉60~70份,所述粉煤灰0~10份。
3.如权利要求1所述的隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是:
所述废瓷砖粉40~50份,所述粉煤灰20~30份。
4.如权利要求1所述的隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是:
所述电石渣粉的粒径为20μm~30μm。
5.如权利要求1所述的隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是:
所述减水剂为液态聚羧酸减水剂。
6.如权利要求1所述的隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是:
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
7.如权利要求1所述的隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是:
所述缓凝剂为硼酸。
8.如权利要求1所述的隔热耐磨碱活化修补砂浆的制备方法,其特征是:
所述乳胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。
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