CN114988827B - 抹灰砂浆及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抹灰砂浆及其制备方法与应用，所述抹灰砂浆包括以下重量份的组分：盾构渣土60～100份；水泥20～50份；级配砂5～40份；生石灰3～10份；可再分散性乳胶粉1～10份；纤维0.1～1份；有机硅憎水剂0.1～0.5份，以及复配减水剂0.5～3份，其中，所述复配减水剂包括聚甲基丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸共聚物与六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸钠和草酸钠中的一种或多种形成的混合物。上述抹灰砂浆通过添加复配减水剂，有效解决了盾构渣土黏性大、难以搅拌均匀的问题，使获得的抹灰砂浆具有良好的工作性能和装饰效果，并具有保温隔热、调节室内湿度功能。

Description

抹灰砂浆及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别地，涉及一种抹灰砂浆。此外，本发明还涉及一种上述抹灰砂浆的制备方法与应用。
背景技术
随着我国城市基础设施建设的迅速发展，盾构法施工作为一种安全高效的隧道施工法，在城市地铁等隧道工程中得到了极为广泛的应用。土压平衡盾构法是通过安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封舱内，并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构机推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出，排出的未经脱水与筛分处理的原状渣土即为盾构渣土。土压平衡盾构法施工具有对周围环境影响较小的优点，已成为我国城市地铁建设的主要工法。
土压平衡盾构法施工时正常开挖的一个重要因素是能否将刀盘开挖下来的土体在土仓中改良成一种“塑性流动状态”，以使渣土在土仓内建立有效的平衡并排除渣土在土仓内发生结饼、闭塞、喷涌和掌子面失稳等工程事故，因此，盾构渣土表现为可塑、软塑状态，呈“膏体”状态，导致其脱水与筛分极为困难，使得其资源化利用难度增加、附加值降低；同时，由于土压平衡盾构法施工时最常用的土体改良剂为泡沫剂，造成盾构渣土中含有较多的泡沫剂，若对其采用直接堆填处置，不但占用大量土地资源、造成安全隐患，而且还将污染周边的水体、土壤。
发明内容
本发明提供一种抹灰砂浆及其制备方法与应用，该抹灰砂浆以盾构渣土为主要原料，解决了盾构渣土堆填占用土地、污染环境、存在安全隐患等问题，具有抹灰装饰一体化的特点，以及保温隔热、调节室内湿度功能。
根据本发明的一个方面，提供一种抹灰砂浆，包括以下重量份的组分：
盾构渣土60～100份；水泥20～50份；级配砂5～40份；生石灰3～10份；可再分散性乳胶粉1～10份；纤维0.1～1份；有机硅憎水剂0.1～0.5份，以及复配减水剂0.5～3份，其中，所述复配减水剂包括聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物与六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸钠、草酸钠中的一种或多种形成的混合物。
进一步地，所述抹灰砂浆包括以下重量份的组分：
盾构渣土60～80份；水泥20～35份；级配砂20～40份；生石灰3～5份；可再分散性乳胶粉2～6份；纤维0.3～0.8份；有机硅憎水剂0.2～0.5份，以及复配减水剂0.5～1.5份。
进一步地，所述盾构渣土为土压平衡式盾构机掘进过程中产生的未经脱水与筛分处理的原状渣土。
进一步地，所述水泥为通用硅酸盐水泥；和/或，所述水泥的强度等级不低于42.5。
进一步地，所述级配砂为天然砂、机制砂和再生细骨料中的至少一种。
进一步地，所述可再分散性乳胶粉采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物中的至少一种。
进一步地，所述纤维为农作物秸秆纤维、耐碱玻璃纤维和聚丙烯纤维中的一种或多种；和/或，所述纤维的长度不超过20mm。
进一步地，所述有机硅憎水剂为甲基硅酸钠和/或甲基硅酸钾。
进一步地，所述抹灰砂浆的稠度为60～100mm。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将生石灰熟化成石灰膏，熟化时间不少于7天，得到石灰膏；
(2)将盾构渣土破碎至颗粒粒径小于4.75mm；
(3)将破碎后的盾构渣土、水泥、级配砂、石灰膏、可再分散性乳胶粉、纤维、复配减水剂置于搅拌机中搅拌，先以100～200r/min的转速搅拌不低于2min，再以250～350r/min的转速搅拌不低于3min，得到所述抹灰砂浆。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述抹灰砂浆或由上述制备方法制得的抹灰砂浆在建筑墙体抹灰与饰面砂浆中的应用。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：
(1)由盾构渣土、水泥、级配砂、生石灰、可再分散性乳胶粉、纤维、有机硅憎水剂、复配减水剂作为原料制备的抹灰砂浆，其中盾构渣土的占比高达78％以上，可大量利用盾构渣土，提高其资源化利用率，从而减少其占用土地、污染环境以及带来的安全隐患，且因原料主要为固废，可大幅降低生产成本，具有良好的社会效应、环境效应和经济效应。
(2)盾构渣土具有丰富的天然色彩，并具有黏性大、孔隙度高、吸附水能力强的特点，以盾构渣土为主要原料制备的抹灰砂浆，不需要添加颜料和保水剂，制备的砂浆具有较高的黏聚力，并保留了自然的本性，体现出一种自然、古朴的美感，具有良好的装饰效果，可用于传统历史建筑街区与景区仿古建筑墙体的装饰。
(3)本发明的抹灰砂浆以原状盾构渣土为主要原料，不需要对盾构渣土进行脱水处理，降低了盾构渣土资源化利用的成本；同时，通过添加合适的复配减水剂，解决了盾构渣土黏性大、难以搅拌均匀的问题，在满足砂浆工作性能的同时降低了用水量，提高了抹灰砂浆的综合性能；另外，充分利用了盾构渣土中的泡沫剂，降低了砂浆的容重，提高了其保温隔热性能。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为实施例1所得抹灰砂浆抹灰施工后的形貌图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及以上，“一个或多个”中的“多个”的含义是两个及以上。
本申请第一方面的实施例提供一种抹灰砂浆，包括以下重量份的组分：
盾构渣土60～100份；水泥20～50份；级配砂5～40份；生石灰3～10份；可再分散性乳胶粉1～10份；纤维0.1～1份；有机硅憎水剂0.1～0.5份；复配减水剂0.5～3份。其中，所述复配减水剂包括聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物与六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸钠、草酸钠中的一种或多种形成的混合物。
本发明的抹灰砂浆以盾构渣土为主要原料，盾构渣土的占比高达78％以上，可大量利用盾构渣土，提高其资源化利用率，从而减少其占用土地、污染环境以及带来的安全隐患，且因原料主要为固废，可大幅降低生产成本，具有良好的社会效应、环境效应和经济效应。由于盾构渣土具有丰富的天然色彩，并具有黏性大、孔隙度高、吸附水能力强等特点，因此，抹灰砂浆不需要添加颜料和保水剂，制备的砂浆具有较高的黏聚力，并保留了自然的本性，体现出一种自然、古朴的美感，具有良好的装饰效果，可用于传统历史建筑街区与景区仿古建筑墙体的装饰。抹灰砂浆以原状盾构渣土为主要原料，不需要对盾构渣土进行脱水处理，大幅降低了盾构渣土资源化利用的成本；通过添加合适的复配减水剂，解决了盾构渣土黏性大、难以搅拌均匀的问题，在满足砂浆工作性能的同时降低了用水量，提高了砂浆的综合性能；另外，充分利用了盾构渣土中的泡沫剂，降低了砂浆的干密度，提高了其保温隔热性能。本发明的抹灰砂浆集抹灰与装饰为一体，并具有保温隔热、调节室内湿度的功能，且成本低廉，具有较好的应用前景。
本发明的抹灰砂浆，包括：盾构渣土、水泥、级配砂、生石灰、可再分散性乳胶粉、纤维、有机硅憎水剂、复配减水剂。其中，复配减水剂中的无机组分可增大黏土颗粒的双电层厚度，增加黏土颗粒边-面或边-边的斥力，阻止黏土颗粒相互接触，使其保持分散结构，释放被包裹的自由水；复配减水剂中的有机组分分子侧链极短，可避免侧链化学嵌入黏土颗粒的层间，造成减水剂在液相中有效浓度减少，导致减水剂的分散效果下降；复配减水剂中的无机、有机组分协同作用，通过依靠分子的静电斥力作用，促使水泥和黏土颗粒相互分散，释放出被包裹的自由水，使混合料在降低水灰比条件下获得较好的流动性能。随着时间的延长，混合料中水泥颗粒率先发生水化反应，释放出Ca2+、Al3+等高价阳离子，与黏土颗粒表面吸附的Na+、K+进行离子交换，降低其表面的Zeta电位，减少其表面双电层的厚度，使黏土颗粒之间的作用力增大，促使黏土颗粒逐渐凝聚成团；同时，生成C-S-H、C-A-H等水化凝胶及Ca(OH)2、钙矾石等水化产物，水化凝胶可将黏土颗粒、级配砂包裹粘结在一起；随着水分的不断消耗和散失，孔隙溶液中Ca(OH)2浓度增大，黏土颗粒中矿物的活性成分在碱性环境中，与C-S-H、C-A-H等胶凝物质反应生成片状、纤维状或针状晶体，进一步增加了黏土颗粒与水化胶凝间的连接作用，形成了稳定的网状结构。级配砂在硬化体结构中起骨架作用，可降低盾构渣土的黏性，不但可提高硬化体的强度，还可减少基体的收缩，并改善其流动性能。生石灰熟化成石灰膏，可为混合料提供碱性环境，促进水化反应的进行，还能起到塑化和保水作用，改善砂浆的流动性、保水性，且还能跟CO2反应生成CaCO3，不但能提高砂浆的强度，还能补偿其干燥收缩，从而减少砂浆的开裂。可再分散性乳胶粉具有较高的粘结性能和成膜特性，可提高混合料的黏聚力以及抹灰砂浆与墙面的粘结强度，形成的聚合物膜还可有效阻断硬化体结构中的毛细管道，从而提高抹灰砂浆的防水性能，并增加其柔韧性。纤维在硬化体结构中呈三维乱向分布，进一步提高了网状结构的稳定性，且还可承受一定的拉应力，减少基体收缩产生的裂缝，并阻止或减缓裂缝的扩展。有机硅憎水剂可在硬化体结构孔隙或毛细管道壁上形成牢固的疏水性网状硅氧烷分子膜，由于硅氧烷分子膜具有很低的表面张力，使水难以在其上面铺展，从而表现出良好的憎水效果，且有机硅憎水剂不会堵塞孔隙和毛细管道，即不会影响抹灰砂浆的通气性和呼吸性能。
上述抹灰砂浆充分利用了盾构渣土具有丰富的天然色彩、黏性大、孔隙度高、吸附水能力强及含有较多的泡沫剂的特点，不需要添加颜料和保水剂，也不需要对盾构渣土进行脱水处理，具有良好的装饰效果及保温隔热、调节室内湿度的功能，实现了盾构渣土资源化高附加值利用，且其成本低廉，具有较好的应用前景。上述抹灰砂浆各原料之间协同作用，通过化学、物理作用紧密结合在一起，使获得的砂浆具有较好的工作性能，并具有强度高、耐久性好、收缩率小等优点，不但可消耗大量的盾构渣土，还可为建筑材料领域开发新的产品，符合“资源节约型、环境友好型”社会的建设要求，具有良好的生态效益、社会效益和经济效益。
在本发明的实施例中，为了进一步提高抹灰砂浆的综合性能，所述抹灰砂浆包括以下重量份的组分：盾构渣土60～80份；水泥20～35份；级配砂20～40份；生石灰3～5份；可再分散性乳胶粉2～6份；纤维0.3～0.8份；有机硅憎水剂0.2～0.5份；复配减水剂0.5～1.5份。
在本发明的实施例中，所述盾构渣土是土压平衡盾构法施工过程中产生的未经脱水与筛分处理的原状渣土。
根据本申请的实施例，上述盾构渣土主要成分为黏土矿物，具有黏性大、孔隙度高、吸附水能力强及常含有泡沫剂的特点，且因其所含矿物质不同呈现出黄色、咖啡色、茶色、褐色等颜色，具有天然的装饰效果，其化学成分主要为Al2O3、SiO2，具有资源的属性。以盾构渣土为主要原料制备抹灰砂浆，不需要添加颜料和保水剂，制备的抹灰砂浆具有较高的黏聚力，并保留了自然的本性，体现出一种自然、古朴的美感，具有良好装饰效果，可用于传统历史建筑街区、景区仿古建筑墙体的抹灰与装饰，同时，还具有调节室内湿度的功能。泡沫剂在搅拌的作用下可形成泡沫，从而降低抹灰砂浆的容重，提高其保温隔热性能。
在本发明的实施例中，所述水泥为通用硅酸盐水泥；和/或，所述水泥的强度等级不低于42.5。
在本发明的实施例中，上述水泥率先发生水化反应，释放出Ca2+、Al3+等高价阳离子，与黏土颗粒表面吸附的Na+、K+进行离子交换，降低其表面的Zeta电位，减少其表面双电层厚度，使黏土颗粒之间的作用力增大，促使黏土颗粒逐渐凝聚成团；同时，生成C-S-H、C-A-H等水化凝胶及Ca(OH)2、钙矾石等水化产物，水化凝胶将黏土颗粒、级配砂包裹粘结在一起；随着水分的不断消耗和散失，孔隙溶液中Ca(OH)2浓度增大，黏土颗粒中矿物活性成分在碱性环境中，与C-S-H、C-A-H等水化凝胶反应生成片状、纤维状或针状晶体，进一步增加了颗粒与水化胶凝间的连接作用，形成了稳定的网状结构。当选用低强度等级的水泥时，为满足抹灰砂浆强度设计要求，需要增加水泥的掺量，将导致硬化体收缩增大，从而易出现开裂、脱落现象。
在本发明的实施例中，所述级配砂为天然砂、机制砂和再生细骨料中的一种或多种。
根据本申请的实施例，上述级配砂在硬化体结构中起骨架的作用，不但可提高硬化体的强度，还可减少其收缩，改善其流动性能，其掺量可根据盾构渣土中的含砂率进行调整。
在本发明的实施例中，所述纤维包括农作物秸秆纤维、耐碱玻璃纤维和聚丙烯纤维中的一种或多种，所述纤维的长度不超过20mm。
根据本申请的实施例，上述纤维可提高抹灰砂浆的抗开裂性能，克服土基建材制品收缩大、易开裂的缺点。上述纤维的长度不超过20mm，有利于纤维在基体中分散均匀，从而更有效地阻止基体中微裂缝的产生和扩展，提高制品的抗开裂性能，并降低基体的收缩率。
在本发明的实施例中，所述可再分散性乳胶粉采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物中的至少一种。
根据本申请的实施例，上述可再分散性乳胶粉具有较高的粘结性和成膜特性，可提高混合料的黏聚力以及抹灰砂浆与墙面的粘结强度，形成的聚合物膜可有效阻断硬化体结构中的毛细管道，从而提高抹灰砂浆的防水性能及柔韧性。
在本发明的实施例中，所述复配减水剂包括聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物与六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸钠和草酸钠中的一种或多种形成的混合物。
根据本申请的实施例，上述无机组分六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸钠和草酸钠可增大黏土颗粒的双电层厚度，增加黏土颗粒边-面或边-边的斥力，阻止黏土颗粒相互接触，使其保持分散结构，释放被包裹的自由水。上述有机组分聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物分子侧链极短，可避免侧链化学嵌入黏土颗粒的层间，造成减水剂在液相中有效浓度减少，导致减水剂的分散效果下降；上述有机组分充分吸附在水泥和黏土颗粒表面，依靠分子的静电斥力作用，促使水泥和黏土颗粒相互分散。上述无机、有机组分共同作用，有效解决了盾构渣土黏性大、难以搅拌均匀的问题，在满足抹灰砂浆工作性能的前提下，可减少拌和用水量，进而提高砂浆的综合性能。
在本发明的实施例中，所述有机硅憎水剂为甲基硅酸钠和/或甲基硅酸钾。
根据本申请的实施例，上述有机硅憎水剂可在硬化体结构孔隙或毛细管道壁上形成牢固的疏水性网状硅氧烷分子膜，由于硅氧烷分子膜具有很低的表面张力，使水难以在其上面铺展，从而表现出良好的憎水效果，且有机硅憎水剂不会堵塞孔隙和毛细管道，即不会影响抹灰砂浆的通气性和呼吸性能。
在本发明的实施例中，所述抹灰砂浆的稠度为60-100mm。
根据本申请的实施例，上述抹灰砂浆的稠度为60-100mm，是为了方便抹灰砂浆的施工，提高其施工效率，并保证施工质量；同时，由于抹灰砂浆的稠度要求达到60-100mm，抹灰砂浆拌制时需要添加较多水，因此，盾构渣土不需要进行脱水处理，简化了盾构渣土处理工艺，进一步降低了其资源化成本。
本申请第二方面的实施例提供一种上述抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将生石灰熟化成石灰膏，熟化时间不少于7天，得到石灰膏；
(2)将盾构渣土破碎至颗粒粒径小于4.75mm；
(3)将破碎后的盾构渣土、水泥、级配砂、石灰膏、可再分散性乳胶粉、纤维、复配减水剂置于搅拌机中搅拌，先以100～200r/min的转速搅拌不低于2min，再以250～350r/min的转速搅拌不低于3min，得到所述抹灰砂浆。
生石灰遇水会放出大量热，为了保证抹灰砂浆的质量，应先将生石灰熟化成石灰膏，熟化时间不应少于7天是为了保证生石灰完全熟化。将盾构渣土破碎至颗粒粒径小于4.75mm，是由于开挖出来的盾构渣土通常含有一定量的碎石，通过对辊机对其进行破碎，使颗粒粒径保持在合理范围内，提高盾构渣土颗粒的均匀性，有利于保证抹灰砂浆的质量。先采用100～200r/min的转速搅拌是为了使各原料混合均匀，再采用250～350r/min的转速搅拌是为了引入较多的空气。由于盾构渣土中含有较多的泡沫剂，泡沫剂为表面活性剂，能够有效降低液体的表面张力，并在液膜表面形成双电子层排列，通过包围空气形成气泡。搅拌过程中可引入空气，且搅拌速度越快引入的空气量就越多，进而形成的气泡也就越多。盾构渣土的黏性比较大，形成的气泡稳定性比较好，有利于降低其容重，提高其保温隔热性。
本申请第二方面的实施例提供一种上述抹灰砂浆或上述制备方法制得的抹灰砂浆在建筑墙体抹灰与饰面砂浆中的应用。
该抹灰砂浆应用在建筑墙体抹灰与饰面砂浆中具有良好的装饰效果、造价低廉等优点，并具有保温隔热、调节室内湿度的功能。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
下述实施例与对比例中，所述盾构渣土为某地铁建设工程中产生的盾构渣土，测得其自由含水率为38.4％，液限为41.4％，塑限为26.4％，塑性指数为15.0；根据热重曲线分析结果，可知其结合水含水率为7.2％；根据粒径分布曲线分析结果，可知盾构渣土的中值粒径为7.351μm；根据X射线衍射分析结果，可知盾构渣土的主要矿物成分为石英、白云母和高岭石。
实施例1
本实施例提供的抹灰砂浆，包括以下质量份的各组分：盾构渣土以75份，级配砂25份，水泥20份，生石灰3份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉5份，农作物秸秆纤维0.8份，甲基硅酸钠0.2份，复配减水剂1.0份。
抹灰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将生石灰熟化成石灰膏，熟化时间不少于7天，得到石灰膏；
(2)将盾构渣土破碎至颗粒粒径小于4.75mm；
(3)将破碎后的盾构渣土、水泥、级配砂、石灰膏、可再分散性乳胶粉、纤维、复配减水剂置于搅拌机中搅拌，先以100～200r/min的转速搅拌不低于2min，再以250～350r/min的转速搅拌不低于3min，得到所述抹灰砂浆。
实施例2
抹灰砂浆，包括以下质量份的各组分：盾构渣土70份，级配砂30份，水泥25份，生石灰5份，乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物乳胶粉5份，耐碱玻璃纤维0.6份，甲基硅酸钾0.3份，复配减水剂1.0份。
抹灰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将生石灰熟化成石灰膏，熟化时间不少于7天，得到石灰膏；
(2)将盾构渣土破碎至颗粒粒径小于4.75mm；
(3)将破碎后的盾构渣土、水泥、级配砂、石灰膏、可再分散性乳胶粉、纤维、复配减水剂置于搅拌机中搅拌，先以100～200r/min的转速搅拌不低于2min，再以250～350r/min的转速搅拌不低于3min，得到所述抹灰砂浆。
实施例3
抹灰砂浆，包括以下质量份的各组分：盾构渣土65份，级配砂35份，水泥30份，生石灰5份，乙烯-醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物乳胶粉5份，聚丙烯纤维0.4份，甲基硅酸钠0.2份，复配减水剂1.2份。
抹灰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将生石灰熟化成石灰膏，熟化时间不少于7天，得到石灰膏；
(2)将盾构渣土破碎至颗粒粒径小于4.75mm；
(3)将破碎后的盾构渣土、水泥、级配砂、石灰膏、可再分散性乳胶粉、纤维、复配减水剂置于搅拌机中搅拌，先以100～200r/min的转速搅拌不低于2min，再以250～350r/min的转速搅拌不低于3min，得到所述抹灰砂浆。
对上述实施例1、2和3制备得到的抹灰砂浆进行保水率、抗压强度、14d拉伸粘结强度、28d收缩率和抗冻性测试，试验方法按照《预拌砂浆》(GB/T 25181-2019)进行；干密度按照《建筑保温砂浆》(GB/T 20473-2021)进行。测试结果见表1。
表1实施例1～3的试验结果
由上述测试结果可知，本发明的实施例1～3制得的抹灰砂浆的保水率、抗压强度、14d拉伸粘结强度、28d收缩率及抗冻性均满足《预拌砂浆》(GB/T 25181-2019)中普通抹灰砂浆各强度等级的要求，可用于建筑内外墙体的抹灰，其干密度在1200～1300kg/m3，远低于普通水泥砂浆的干密度(1800kg/m3左右)，具有保温隔热的功能，且因其主要原料为盾构渣土，具有丰富的天然色彩、黏性大、孔隙度高、吸附水能力强的特点，因此，抹灰砂浆具有良好的装饰效果、造价低廉等优点，并具有保温隔热、调节室内湿度的功能，具有广泛的应用前景。实施例1制备得到的抹灰砂浆进行抹灰施工后，暴露自然环境3个月后的外观如图1所示。
对比例1
为了对比分析复配减水剂对本发明的抹灰砂浆的性能影响，分别采用不掺减水剂、掺加聚羧酸高效减水剂制备抹灰砂浆：
1#实施例包括以下重量份的各组分：盾构渣土以75份，级配砂25份，水泥20份，生石灰3份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉5份，农作物秸秆纤维0.8份，甲基硅酸钠0.2份。制备步骤与实施例1相同。
2#实施例包括以下重量份的各组分：盾构渣土以75份，级配砂25份，水泥20份，生石灰3份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉5份，农作物秸秆纤维0.8份，甲基硅酸钠0.2份，聚羧酸高效减水剂1.0份。制备步骤与实施例1相同。
通过调整用水量保持1#实施例、2#实施例与实施例1的稠度相同，稠度试验方法按照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》(JGJ/T 70-2009)进行。1#实施例、2#实施例、实施例1用水量分别为48份、45份、38份，与实施例1相比，1#实施例、2#实施例的用水量分别增加了26.3％、18.4％。由此可知，本发明的复配减水剂可有效改善抹灰砂浆的流动性能，从而减少了拌和用水量；聚羧酸减水剂可改善抹灰砂浆的流动性能，但其效果并不明显，主要原因是具有梳状构型的聚羧酸减水剂的侧链中含有聚氧乙烯(-CH2-CH2-O-)结构单元，其中的O原子会通过水作为桥联基团与黏土矿物层间的Si-OH形成氢键而被吸附于黏土层间，从而消耗了部分聚羧酸减水剂，使用于分散水泥和黏土颗粒的减水剂量变少，从而降低了聚羧酸减水剂分散效果。
对上述对比例1制备得到的抹灰砂浆进行保水率、抗压强度、14d拉伸粘结强度、28d收缩率和抗冻性测试，试验方法按照《预拌砂浆》(GB/T 25181-2019)进行；干密度按照《建筑保温砂浆》(GB/T 20473-2021)进行。测试结果见表2。
表2对比例1的试验结果
由表2可知，与对实施例1相比，1#实施例、2#实施例的抗压强度、14d拉伸粘结强度、抗冻性能均有了明显下降，28d收缩率有了明显增大，干密度有所增大。这主要是由于用水量增加导致水灰比增大，而水灰比直接决定水泥石的强度，因此，抹灰砂浆的力学强度均下降；当抹灰砂浆成活后，多余的水会蒸发出去，从而引起干燥收缩，并产生较多微裂缝，砂浆拌和用水量越多，其干燥收缩值就越大，产生的微裂缝越多，其抗冻性就越差。另外，拌和用水量越多，抹灰砂浆的黏聚性下降，料浆中形成的气泡上浮，导致硬化体中孔隙减少，且孔隙分布不均匀，从而影响砂浆的保温隔热性能。
对比例2
为了分析搅拌转速对本发明的抹灰砂浆的性能影响，本实施例提供实施例1的对比例，其中，原料中各组分的重量与实施例1相同，制备方法与实施例1的区别在于，仅采用100～200r/min的转速搅拌。
对上述对比例2制备得到的抹灰砂浆进行保水率、抗压强度、14d拉伸粘结强度、28d收缩率和抗冻性测试，试验方法按照《预拌砂浆》(GB/T 25181-2019)进行；干密度按照《建筑保温砂浆》(GB/T 20473-2021)进行。测试结果见表3。
表3对比例2的试验结果
由表3可知，与实施例1相比，对比例2制备得到的抹灰砂浆的干密度增加了14.7％，虽然其抗压强度、14d拉伸粘结强度有所提高，但其收缩率增大，抗冻性能下降，主要原因是随着搅拌转速下降，引入混合料中的空气的量减少，形成的气泡数量也减少，由于硬化体中孔隙减少，使其密实度提高，力学强度增加，但其抵抗变形的能力也会下降，导致收缩率增大，抗冻性能下降。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抹灰砂浆，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
盾构渣土60～100份；水泥20～50份；级配砂5～40份；生石灰3～10份；可再分散性乳胶粉1～10份；纤维0.1～1份；有机硅憎水剂0.1～0.5份，以及复配减水剂0.5～3份，其中，所述复配减水剂包括聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物与六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸钠、草酸钠中的一种或多种形成的混合物；
所述盾构渣土为土压平衡盾构法施工过程中产生的未经脱水与筛分处理的原状渣土。
2.根据权利要求1所述的抹灰砂浆，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
盾构渣土60～80份；水泥20～35份；级配砂20～40份；生石灰3～5份；可再分散性乳胶粉2～6份；纤维0.3～0.8份；有机硅憎水剂0.2～0.5份，以及复配减水剂0.5～1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述水泥为通用硅酸盐水泥；和/或，
所述水泥的强度等级不低于42.5。
4.根据权利要求1或2所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述级配砂为天然砂、机制砂和再生细骨料中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述可再分散性乳胶粉采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述纤维为农作物秸秆纤维、耐碱玻璃纤维和聚丙烯纤维中的一种或多种；和/或，
所述纤维的长度不超过20mm；和/或，
所述有机硅憎水剂为甲基硅酸钠和/或甲基硅酸钾。
7.根据权利要求1或2所述的抹灰砂浆，其特征在于，所述抹灰砂浆的稠度为60-100mm。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的抹灰砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将生石灰熟化成石灰膏，熟化时间不少于7天，得到石灰膏；
(2)将盾构渣土破碎至颗粒粒径小于4.75mm；
(3)将破碎后的盾构渣土、水泥、级配砂、石灰膏、可再分散性乳胶粉、纤维、复配减水剂置于搅拌机中搅拌，先以100～200r/min的转速搅拌不低于2min，再以250～350r/min的转速搅拌不低于3min，得到所述抹灰砂浆。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的抹灰砂浆或权利要求8所述的制备方法制得的抹灰砂浆在建筑墙体抹灰与饰面砂浆中的应用。
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