CN114907081A - 一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆及其制备方法，制备方法包括：将铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料混合均匀，得到干混料，加水拌和后，即得到抗泛碱铝酸盐水泥砂浆。与现有技术相比，本发明在铝酸盐水泥砂浆中引入憎水性微粉碳酸钙，起到缩短砂浆凝结时间和提高其憎水性的效果，前者加速易泛碱离子的固化，后者减少可溶性离子的迁移，两者在抑制泛碱上协同作用。采用该法可抑制铝酸盐水泥砂浆泛碱。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆及其制备方法。
背景技术
铝酸盐水泥是以铝酸钙为主要矿物的水硬性胶凝材料，具有硬化速率快、早期强度高、抗硫酸盐腐蚀性好、高低温下均可硬化等优势，已在冬季施工、抢修抢补、石油开采、耐火构件、干混砂浆等领域得以广泛应用；然而由于其自身水化特性，铝酸盐水泥在推广使用中总是伴随有不可避免的泛碱问题，一直为人们所诟病。
泛碱是水泥基材料的通病，指其表面由于盐分沉积而出现局部白色斑块的现象，轻者影响美观，重者加速水泥基材料的腐蚀，缩短其使用寿命，徒增安全隐患。造成泛碱的原因是水泥水化过程中产生的或是原料中杂质遇水电离的可溶性离子随着材料内部水分的迁移沿连通孔传输到表面，水分不断蒸发，可溶性离子不断析出沉淀；对于传统硅酸盐水泥而言，其水化产物Ca(OH)2是导致砂浆泛碱的元凶之一，水溶性碱Ca(OH)2的生成伴随着含有大量Ca2+盐溶液的出现，砂浆内部水分向外渗透挥发的过程将这些Ca2+运输至砂浆表面，空气中CO2溶于水后与其反应生成的CaCO3留在砂浆表面形成大面积泛碱。相比之下，铝酸盐水泥砂浆理论上具有更高的抗泛碱性能，其水化产物水化铝酸钙的碳化能力不及Ca(OH)2，砂浆内部液相中的Ca2+含量也不像硅酸盐水泥体系那样多，因此发生泛碱的风险降低，但工程实践表明，以铝酸盐水泥为主要胶凝材料的砂浆，其泛碱现象仍存在。因此，为提高铝酸盐水泥基装饰材料和制品的服役性能，拓展铝酸盐水泥基材料的应用领域，提出本发明。
发明内容
本发明的目的就是提供一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆及其制备方法，用于解决铝酸盐水泥砂浆的泛碱现象无法完全抑制、凝结时间较长、抗压/抗折强度较低、吸水率较高的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，包括：将铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料混合均匀，得到干混料，加水拌和后，即得到抗泛碱铝酸盐水泥砂浆。
进一步地，所述的铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料、水之间的质量比为(180-220):(560-640):(10-20):(4-8):(130-150)。
进一步地，所述的铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料、水之间的质量比为200:600:(10-20):6:140。
进一步地，所述的铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料、水之间的质量比为200:600:20:6:140。
进一步地，所述的铝酸盐水泥为CA-50、CA-60或CA-70型铝酸盐水泥中的一种。
进一步地，所述的砂为10-100目石英砂。
进一步地，所述的微粉碳酸钙的粒径为1-8μm。
进一步地，所述的颜料包括无机颜料或有机颜料中的一种或两种混合。
进一步地，拌和时间为3-5min。
一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆，采用如上所述的方法制备而成。
本发明在以铝酸盐水泥为胶凝材料的基础上，引入憎水性微粉碳酸钙进一步提高所制备砂浆的抗泛碱性能。憎水性微粉碳酸钙的掺入一方面可缩短砂浆凝结时间，提高早期强度，加速其凝结硬化，使其内部液相中的可溶性离子来不及随水分渗透便已固结为水化产物，砂浆内部盐溶液的浓度降低，蒸发后的盐分含量减少，可见泛碱程度降低；另一方面，砂浆憎水性有所提高，吸水率大幅降低，砂浆的内外水分交换能力减弱，内部液相可溶性离子向砂浆表面运输的量也随之降低，泛碱程度降低；上述两种效果在抑制泛碱方面协同作用，采用该法制备的砂浆无泛碱现象。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明在以铝酸盐水泥为胶凝材料的基础上，引入憎水性微粉碳酸钙制备砂浆，缩短了凝结时间，提高了其憎水性，两者在抑制泛碱上协同作用，大大提高了砂浆的抗泛碱性。
2)本发明所用的组分简单易得，价格相对低廉，且有效成分均为无机物，满足安全环保的同时，又能解决铝酸盐水泥砂浆难以根除的泛碱问题；采用该法制备的铝酸盐水泥砂浆基本无泛碱现象。
附图说明
图1为对比例所制备的铝酸盐水泥砂浆在养护早期、中期和后期的照片；
图2为实施例1所制备的抗泛碱铝酸盐水泥砂浆在养护早期、中期和后期的照片；
图3为实施例2所制备的抗泛碱铝酸盐水泥砂浆在养护早期、中期和后期的照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，包括：将铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料混合均匀，得到干混料，加水拌和4min后，即得到抗泛碱铝酸盐水泥砂浆。其中，铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料、水之间的质量比为(180-220):(560-640):(10-20):(4-8):(130-150)，优选质量比为200:600:(10-20):6:140；进一步优选为200:600:20:6:140。
铝酸盐水泥为CA-50、CA-60或CA-70型铝酸盐水泥中的一种；砂为10-100目石英砂；微粉碳酸钙的粒径为1-8μm，属于憎水性微粒；颜料包括无机颜料或有机颜料中的一种或两种混合。
本发明制备的砂浆可实现以下三方面的性能优化：①砂浆憎水性提高，吸水率大大降低；②砂浆凝结时间缩短，早期强度提高；③通过实现上述①②，砂浆泛碱现象被抑制。
本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆，其制备方法包括：依照表1中的配比将铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料混合均匀，得到干混料，将水加入至润湿的搅拌锅中，再加入干混料进行拌和4min，即得到抗泛碱铝酸盐水泥砂浆。
表1原料配比
抗泛碱性能表征：
将上述浆料制成约0.5cm厚的抹灰试样，并在20℃/60％RH的标准养护条件下养护该试样，并以7天的时间间隔间断性进行浸水操作以加速泛碱，并拍照记录早期、中期和后期泛碱现象，其中早、中、后期分别对应试样龄期为养护后7天、14天、21天，结果分别如图1-3所示。从图中可以看出，微粉碳酸钙的加入显著抑制了铝酸盐水泥砂浆的泛碱。
凝结时间与力学性能表征：
凝结时间：依据GB/T 1346-2011中凝结时间测定方法一节进行；
抗压强度：依据GB/T 17671-1999测试试样4小时龄期的抗压强度，试件养护条件为20℃，60％相对湿度；
抗折强度：依据GB/T 17671-1999测试试样4小时龄期的抗折强度，试件养护条件为20℃，60％相对湿度；
24小时吸水率：依据GB/T 17671-1999成型后在20℃，60％相对湿度条件下养护1d后拆模，然后将试件在40℃真空干燥箱干燥一周，最后依据DIN EN ISO 15148-2003中吸水率的测试方法测试并取吸水24小时时的测试数据点代表该试样的24小时吸水率；结果如表2所示。
表2砂浆性能
从表2中可以看出，实施例砂浆，相较于对比例，其初凝、终凝时间均有所提前，4h抗折、抗压强度均有所提高，说明微粉碳酸钙的掺入促进了铝酸盐水泥砂浆的凝结硬化；对于实施例，水分在其内部的迁移能力降低，砂浆与外界的水分交换能力减弱。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，该方法包括：将铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料混合均匀，得到干混料，加水拌和后，即得到抗泛碱铝酸盐水泥砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述的铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料、水之间的质量比为(180-220):(560-640):(10-20):(4-8):(130-150)。
3.根据权利要求2所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述的铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料、水之间的质量比为200:600:(10-20):6:140。
4.根据权利要求3所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述的铝酸盐水泥、砂、微粉碳酸钙、颜料、水之间的质量比为200:600:20:6:140。
5.根据权利要求1所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述的铝酸盐水泥为CA-50、CA-60或CA-70型铝酸盐水泥中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述的砂为10-100目石英砂。
7.根据权利要求1所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述的微粉碳酸钙的粒径为1-8μm。
8.根据权利要求1所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述的颜料包括无机颜料或有机颜料中的一种或两种混合。
9.根据权利要求1所述的一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆的制备方法，其特征在于，拌和时间为3-5min。
10.一种抗泛碱铝酸盐水泥砂浆，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的方法制备而成。
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