CN116041017A - 一种高耐水性磷石膏自流平砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐水性磷石膏自流平砂浆及其制备方法。本发明中，将磷石膏、硫铝酸盐水泥、灰钙、重钙预先混合，各无机组分间分布更均匀，将粉体减水剂、可分散乳胶粉、石膏级凝剂、消泡剂、纤维素醚、流变剂预先混合，各种外加剂组分称量能够更加精准，提高了石膏自流平砂浆性能的稳定性，将混合物A和B先加入水溶性海因环氧树脂，再加入复合防水剂，最终得到高耐水性磷石膏自流平砂浆，采用聚乙烯醇和硬酯酸或硬酯酸盐乳化生成乳化剂，降低石膏材料的吸水率，此外，生成的乳液具有憎水性，可显著提高其耐水性；最后，醇胺类物质提高石膏强度，进一步提高石膏的密实性，降低孔隙率，从而提高其耐水性。

Description

一种高耐水性磷石膏自流平砂浆及其制备方法

技术领域

本发明属于石膏自流平砂浆技术领域，具体为一种高耐水性磷石膏自流平砂浆及其制备方法。

背景技术

石膏自流平砂浆是目前国内新型的砂浆产品，是以石膏为基材，与填料、骨料及外加剂复合制备而成的砂浆，具有良好的流动性、尺寸稳定性与舒适性，是建筑物找平的最佳选择。磷石膏自流平存在的最大问题是耐水性问题。

但是通常磷石膏自流平的吸水率为45％～50％，软化系数仅为0.2～0.3，极大地限制了它的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种高耐水性磷石膏自流平砂浆及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，所述高耐水性磷石膏自流平砂浆的制备原料包括：磷石膏500-900份、硫铝酸盐水泥20-100份、灰钙2-20份、重钙20-50份、石英砂50-100份、玻璃纤维2-10份、水溶性海因环氧树脂10-60份、复合防水剂2-20份、粉体减水剂2-5份、可分散乳胶粉5-10份、石膏缓凝剂0.5-3.5份、消泡剂0.5-1.5份、纤维素醚0.2-1.0份、流变剂0.5-1.5份。

在一优选的实施方式中，所述复合防水剂由一下组分按重量份计组成：2-10份磷酸盐类，3-5份醇胺类，5-10份乳化剂。

在一优选的实施方式中，所述磷酸盐类为磷酸氢钙和磷酸氢二钙中的一种或几种。

在一优选的实施方式中，所述醇胺类为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或几种。

在一优选的实施方式中，所述乳化剂为聚乙烯醇和硬酯酸或硬酯酸盐的乳化产物。

在一优选的实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：

S1:将磷石膏、硫铝酸盐水泥、灰钙、重钙、石英砂混合得到混合物A；

S2:将粉体减水剂、可分散乳胶粉、石膏级凝剂、消泡剂、纤维素醚、流变剂混合得到混合物B；

S3:将混合物A，B与水溶性海因环氧树脂C与水混合，最后加入复合防水剂，搅拌均匀得到石膏自流平砂浆。

在一优选的实施方式中，所述高减水率和高掺量减水剂的使用，降低了石膏的需水量，从50-60％降低到30-40％，从而减少了石膏中水分的量，减少了在硬化过程中蒸发的水份量，减少了孔隙率，进而提高其耐水性。

在一优选的实施方式中，所述减水剂，可分散乳胶粉，石膏缓凝剂、流变剂、玻璃纤维等外加剂的协同作用，使得石膏自流平砂浆具有高流动性，可操作时间长，高强度，高粘接强度的效果。

在一优选的实施方式中，所述步骤S1中，灰钙或者硫铝酸盐水泥的加入，可以提高整体的钙离子浓度，进而降低石膏的溶解度，提高其耐水性，还可加速早期钙矾石的生成，提高其早期强度。

在一优选的实施方式中，所述步骤S3中，水溶性海因环氧树脂和复合防水剂中醇胺共同作用，树脂发生交联反应，填充空隙，能够提高石膏自流平的密实度，进而提高其耐水性，最后水溶性海因环氧树脂和玻璃纤维有很好的粘接性，还可提高石膏自流平的粘接强度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.申请中采用的复合防水剂，其中磷酸盐为磷酸氢钙和磷酸氢二钙等，起到缓凝作用，降低了石膏的溶解度，从而提高石膏的软化系数；采用聚乙烯醇和硬酯酸或硬酯酸盐乳化生成乳化剂，降低石膏材料的吸水率，此外，生成的乳液具有憎水性，可显著提高其耐水性；最后，醇胺类物质提高石膏强度，进一步提高石膏的密实性，降低孔隙率，从而提高其耐水性。

2.本申请中加入的水溶性海因环氧树脂和复合防水剂中醇胺共同作用，树脂发生交联反应，填充空隙，能够提高石膏自流平的密实度，进而提高其耐水性，最后水溶性海因环氧树脂和玻璃纤维有很好的粘接性，还可提高石膏自流平的粘接强度；

3.本申请中加入的灰钙、重钙或者硫铝酸盐水泥，可以提高整体的钙离子浓度，进而降低石膏的溶解度，提高其耐水性，还可加速早期钙矾石的生成，提高其早期强度。

4.本申请中使用高减水率和高掺量减水剂，降低了石膏的需水量，减少了孔隙率，进而提高其耐水性。同时，减水剂，可分散乳胶粉，石膏缓凝剂、流变剂、玻璃纤维等外加剂的协同作用，使得石膏自流平砂浆具有高流动性，可操作时间长，高强度，高粘接强度的效果，并且在施工后不会发生空鼓和开裂。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，按重量份计，其制备原料包括：磷石膏500-900份、硫铝酸盐水泥20-100份、灰钙2-20份、重钙20-50份、石英砂50-100份、玻璃纤维2-10份、水溶性海因环氧树脂10-60份、复合防水剂2-20份、粉体减水剂2-5份、可分散乳胶粉5-10份、石膏缓凝剂0.5-3.5份、消泡剂0.5-1.5份、纤维素醚0.2-1.0份、流变剂0.5-1.5份；所述复合防水剂由一下组分按重量份计组成：2-10份磷酸盐类，3-5份醇胺类，5-10份乳化剂；所述磷酸盐类为磷酸氢钙和磷酸氢二钙中的一种或几种；所述醇胺类为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或几种；所述乳化剂为聚乙烯醇和硬酯酸或硬酯酸盐的乳化产物；

通过采取上述技术方案，首先，本申请中采用的复合防水剂，其中磷酸盐为磷酸氢钙和磷酸氢二钙等，一方面这部分磷酸盐水化后生成难溶的磷酸钙附着到石膏上面阻止其继续水化，起到缓凝作用，另一方面磷酸盐会引入钙离子，加大溶液钙离子浓度，进而降低石膏的溶解，从而提高石膏的软化系数；在此之外，采用聚乙烯醇和硬酯酸乳化生成乳化剂，聚乙烯醇在溶于水后极易缩水形成凝胶，随着聚乙烯醇与石膏料浆搅拌，缩水后的聚乙烯醇形成的凝胶，以网状结构均匀地分散在石膏浆体内，降低石膏材料的吸水率，从而提高石膏的耐水作用，此外，聚乙烯醇具有亲水性，可与硬酯酸或硬酯酸盐的亲水基团想连接，展现出憎水基团，生成的乳液具有憎水性，再将乳液加入石膏自流平砂浆中，可显著提高其耐水性；最后，醇胺类物质一方面加速水泥中C₃A和石膏生成钙矾石，提高石膏强度，进一步提高石膏的密实性，降低孔隙率，从而提高其耐水性。

其次，本申请中加入的水溶性海因环氧树脂和复合防水剂中醇胺共同作用，树脂发生交联反应，填充空隙，能够提高石膏自流平的密实度，进而提高其耐水性，最后水溶性海因环氧树脂和玻璃纤维有很好的粘接性，还可提高石膏自流平的粘接强度；此外，，灰钙或者硫铝酸盐水泥的加入，可以提高整体的钙离子浓度，进而降低石膏的溶解度，提高其耐水性，还可加速早期钙矾石的生成，提高其早期强度。

最后，高减水率和高掺量减水剂的使用，降低了石膏的需水量，从50-60％降低到30-40％，从而减少了石膏中水分的量，减少了在硬化过程中蒸发的水份量，减少了孔隙率，进而提高其耐水性。同时，减水剂，可分散乳胶粉，石膏缓凝剂、流变剂、玻璃纤维等外加剂的协同作用，使得石膏自流平砂浆具有高流动性，可操作时间长，高强度，高粘接强度的效果，并且在施工后不会发生空鼓和开裂。

减水剂，可分散乳胶粉，石膏缓凝剂、流变剂、玻璃纤维等外加剂的协同作用，使得石膏自流平砂浆具有高流动性，可操作时间长，高强度，高粘接强度的效果。

另一方面，本申请提供一种高耐水性磷石膏自流平砂浆的制备方法，采用如下技术方案：

一种高耐水性磷石膏自流平砂浆的制备方法，包括如下步骤：

将磷石膏、硫铝酸盐水泥、灰钙、重钙、石英砂混合得到混合物A；将粉体减水剂、可分散乳胶粉、石膏级凝剂、消泡剂、纤维素醚、流变剂混合得到混合物B；将混合物A，B与水溶性海因环氧树脂C与水混合，最后加入复合防水剂，搅拌均匀得到石膏自流平砂浆。

上述步骤中，灰钙或者硫铝酸盐水泥的加入，可以提高整体的钙离子浓度，进而降低石膏的溶解度，提高其耐水性，还可加速早期钙矾石的生成，提高其早期强度；水溶性海因环氧树脂和复合防水剂中醇胺共同作用，树脂发生交联反应，填充空隙，能够提高石膏自流平的密实度，进而提高其耐水性，最后水溶性海因环氧树脂和玻璃纤维有很好的粘接性，还可提高石膏自流平的粘接强度。

本申请使用的原料均可通过市售获得，若无特殊说明，本申请各制备例、实施例、对比例中使用的原料来源于下表1，下表1中没提及的原料均购买自国药集团化学试剂有限公司。

表1

实施例1：

一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，其制备步骤如下：

将800g磷石膏、20g硫铝酸盐水泥、20g灰钙、50g重钙、50g石英砂混合得到混合物A；将2g粉体减水剂、5g可分散乳胶粉、2.5g石膏缓凝剂、1.0g消泡剂、0.5g纤维素醚、1.0g流变剂混合得到混合物B；将混合物A，B与20g水溶性海因环氧树脂C与水混合，最后加入10g复合防水剂，搅拌均匀得到石膏自流平砂浆。

所述复合防水剂由3.0g磷酸盐，3g乳液，4g醇胺组成，所述磷酸盐为磷酸氢钙，所述醇胺为三乙醇胺，所述乳液为聚乙烯醇和硬酯酸按1比1.5乳化得到，所述纤维素醚为400粘度纤维素醚，所述石英砂为20-40目。

实施例2-5，同实施例1，不同之处仅在于：所述高耐水性磷石膏自流平砂浆制备原料的质量不同，具体见表2。

表2

实施例6-7，同实施例1，不同之处仅在于：所述粉体减水剂分别为4g和8g；

实施例8-9，同实施例1，不同之处仅在于：所述可分散乳胶粉分别为7.5g、10g；

实施例10-11，同实施例1，不同之处仅在于：所述纤维素醚分别为1g和1.5g；

实施例12，同实施例1，不同之处仅在于：所述灰钙分别为和10g；

实施例13，同实施例1，不同之处仅在于：所述玻璃纤维为10g；

实施例14，同实施例1，不同之处仅在于：所述重钙为100g；

实施例15-17，同实施例1，不同之处仅在于：所述水溶性海因环氧树脂分别为0g、40g、60g；

实施例18-21，同实施例1，不同之处仅在于：所述复合防水剂分别为0、5g、15g、20g；

对比例1：同实施例1，不同之处仅在于：所述复合防水剂由5.0g磷酸盐，0g乳液，5g醇胺组成；

对比例2：同实施例1，不同之处仅在于：所述复合防水剂由5.0g磷酸盐，5.0g乳液，0醇胺组成

对比例3：同实施例1，不同之处仅在于：所述复合防水剂由0g磷酸盐，5.0g乳液，5.0g醇胺组成；

对比例4：同实施例1，不同之处仅在于：所述纤维素醚为10万粘度。

对比例5：同实施例1，不同之处仅在于：所述复合防水剂的乳液由聚乙烯醇和硬酯酸钙按1比1.5比例乳化得到。

对比例6：同实施例1，不同之处仅在于：所述复合防水剂的磷酸盐为磷酸氢二钙。

对比例7：同实施例1，不同之处仅在于：所述复合防水剂，水溶性海因环氧树脂均为0；

对比例8：同实施例1，不同之处仅在于：所述灰钙，硫铝酸盐水泥，重钙，复合防水剂，水溶性海因环氧树脂均为0；

进行性能检测试验：

针对本申请实施例1-21和对比例1-4提供的高耐水性磷石膏自流平砂浆，进行如下的性能检测。

按照JC/T1023-2021石膏基自流平砂浆的标准测试实施例1-14和对比例3-4提供的高耐水性磷石膏自流平砂浆的流动度，1d抗折强度，抗压强度，和28d粘结强度，测试结果见表3。石膏自流平耐水性由软化系数表征。

从本申请实施例1-5可知，制备原料的加入量影响高耐水型石膏自流平砂浆的综合性能，

通过实施例1、实施例2、实施例3、实施例12、实施例13和实施例5对比可以看出，灰钙和硫铝酸盐水泥可以显著提高石膏自流平的早期强度，

通过实施例1与实施例4、实施例14对比可以看出，重钙过多或过少都会降低粘接强度；

通过实施例6、实施例7与实施例1对比可以看出，提高减水剂的掺量能够加大流动性，但过高会导致浆体泌水以至于影响其强度和密实性，进而影响耐水性；

通过实施例8、实施例9与实施例1对比可以看出，随着可分散乳胶粉用量的增加，会较小的降低流动度，对1d强度影响较小，但会提高其粘接强度。

通过实施例10、实施例11和对比例4与实施例1对比可以看出，纤维素醚的分子量和掺量会严重影响石膏自流平的流动性。

通过实施例13和实施例1对比可以看出，玻璃纤维过高会降低流动度。

通过对比例15-17对比可以看出，随着复合防水剂掺量的增加，石膏自流平软化系数随之增加，但增加到40g后继续增加防水剂用量，石膏自流平砂浆软化系数变化不大。

通过对比例18-21对比可以看出，随着水溶性海因环氧树脂掺量的增加，石膏自流平软化系数随之增加，但增加到15g后继续增加水溶性海因环氧树脂，石膏自流平砂浆软化系数变化不大。

通过对比例1、2、3跟实施例1对比可知，复合防水剂中的乳液，磷酸盐和醇胺都对防水效果由较大影响，其中，磷酸盐额外起到缓凝效果，进而提高了石膏自流平30min流动度，醇胺额外起到早强效果。对于耐水性能，磷酸盐降低了石膏的溶解度，采用聚乙烯醇和硬酯酸或硬酯酸盐乳化生成乳化剂，降低石膏材料的吸水率，醇胺类物质提高石膏的密实性，降低孔隙率，从而提高其耐水性。

通过对比例5跟实施例1对比可知，复合防水剂中的磷酸氢二钙比磷酸氢钙能提供更多的钙离子，进而生成更多的磷酸钙附着在磷石膏上面，降低磷石膏的溶解度，提高石膏自流平的溶解度，但会对早期强度产生更不利的影响，宜选用磷酸氢钙。

通过对比例6跟实施例1对比可知，由聚乙烯醇和硬酯酸钙按1比1.5比例乳化生成的乳液耐水效果相对与聚乙烯醇和硬酯酸按1比1.5比例乳化的乳液耐水较差，因为硬脂酸还能起到憎水效果，进而提高其耐水性能。

通过对比例7，对比例8与实施例1对比可知，复合防水剂和水溶性海因环氧树脂以及灰钙，硫铝酸盐水泥等能够明显提高磷石膏自流平砂浆的耐水性能，并且通过其他组分的协同作用，使得石膏自流平砂浆具有高流动性，可操作时间长，高强度，高粘接强度的效果，并且在施工后不会发生空鼓和开裂。

本申请中使用高减水率和高掺量减水剂，降低了石膏的需水量，减少了孔隙率，进而提高其耐水性。同时，减水剂，可分散乳胶粉，石膏缓凝剂、流变剂、玻璃纤维等外加剂的协同作用，使得石膏自流平砂浆具有高流动性，可操作时间长，高强度，高粘接强度的效果，并且在施工后不会发生空鼓和开裂。

由以上对比实施例和实验数据可以得出：本申请的制备工艺简单，将磷石膏、硫铝酸盐水泥、灰钙、重钙预先混合，各无机组分间分布更均匀，将粉体减水剂、可分散乳胶粉、石膏级凝剂、消泡剂、纤维素醚、流变剂预先混合，各种外加剂组分称量能够更加精准，提高了石膏自流平砂浆性能的稳定性，将混合物A和B先加入水溶性海因环氧树脂，再加入复合防水剂，最终得到高耐水性磷石膏自流平砂浆。

本申请中采用的复合防水剂，其中磷酸盐为磷酸氢钙和磷酸氢二钙等，起到缓凝作用，降低了石膏的溶解度，从而提高石膏的软化系数；采用聚乙烯醇和硬酯酸或硬酯酸盐乳化生成乳化剂，降低石膏材料的吸水率，此外，生成的乳液具有憎水性，可显著提高其耐水性；最后，醇胺类物质提高石膏强度，进一步提高石膏的密实性，降低孔隙率，从而提高其耐水性。

本申请中加入的水溶性海因环氧树脂和复合防水剂中醇胺共同作用，树脂发生交联反应，填充空隙，能够提高石膏自流平的密实度，进而提高其耐水性，最后水溶性海因环氧树脂和玻璃纤维有很好的粘接性，还可提高石膏自流平的粘接强度。

本申请中加入的灰钙、重钙或者硫铝酸盐水泥，可以提高整体的钙离子浓度，进而降低石膏的溶解度，提高其耐水性，还可加速早期钙矾石的生成，提高其早期强度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，其特征在于：所述高耐水性磷石膏自流平砂浆的制备原料包括：磷石膏500-900份、硫铝酸盐水泥20-100份、灰钙2-20份、重钙20-50份、石英砂50-100份、玻璃纤维2-10份、水溶性海因环氧树脂10-60份、复合防水剂2-20份、粉体减水剂2-5份、可分散乳胶粉5-10份、石膏缓凝剂0.5-3.5份、消泡剂0.5-1.5份、纤维素醚0.2-1.0份、流变剂0.5-1.5份。

2.如权利要求1所述的一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，其特征在于：所述复合防水剂由一下组分按重量份计组成：2-10份磷酸盐类，3-5份醇胺类，5-10份乳化剂。

3.如权利要求1所述的一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，其特征在于：所述磷酸盐类为磷酸氢钙和磷酸氢二钙中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，其特征在于：所述醇胺类为二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的一种高耐水性磷石膏自流平砂浆，其特征在于：所述乳化剂为聚乙烯醇和硬酯酸或硬酯酸盐的乳化产物。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种高耐水性磷石膏自流平砂浆的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

S1:将磷石膏、硫铝酸盐水泥、灰钙、重钙、石英砂混合得到混合物A；

S2:将粉体减水剂、可分散乳胶粉、石膏级凝剂、消泡剂、纤维素醚、流变剂混合得到混合物B；

S3:将混合物A，B与水溶性海因环氧树脂C与水混合，最后加入复合防水剂，搅拌均匀得到石膏自流平砂浆。