CN116903284A - 一种瓷砖胶用骨料及其制备方法和一种瓷砖胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料领域，公开了一种瓷砖胶用骨料及其制备方法和一种瓷砖胶。该方法包括：(1)在磨球I存在下，将原砂在25‑30rpm下进行第一整形，得到混合物I；(2)在磨球II存在下，将所述混合物I在20‑25rpm下进行第二整形，得到混合物II；(3)将所述混合物II进行过筛，得到体积平均直径为0.1‑1.0mm的瓷砖胶用骨料。本发明提供的方法能够有效改善瓷砖胶用原砂的松散堆积密度和空隙率，并使得制备的瓷砖胶产品的原强、晾置和浸水性能得到明显提升，粘接强度更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种瓷砖胶用骨料的制备方法、瓷砖胶用骨料、瓷砖胶。
背景技术
在现有瓷砖胶生产用的骨料中，最常用的为河砂、石英砂及尾矿砂等。基本为直接使用，即将石英砂或尾矿砂等按照一定比例，直接与水泥和外加剂混合后制得瓷砖胶。
CN113292290A公开了一种以铅锌尾矿为主料的瓷砖胶及其制备和使用方法，该瓷砖胶的组成为：水泥30-35％，铅锌尾矿55-60％，重钙粉1-6％，可再分散乳胶粉2-4％，PP纤维0.8-1％，纤维素醚0.2-0.25％，淀粉醚0.02-0.03％。该方法以铅锌尾矿、普通硅酸盐水泥、外加剂等制备的一种瓷砖胶，所制备的瓷砖胶具有成本低、施工性能好、粘接强度高、优良的稳定性等优势。但是其使用的铅锌尾矿存在松散堆积密度过低和空隙率过高的问题，从而影响瓷砖胶粘接强度的稳定性。
CN103242011A一种高性能水泥基瓷砖胶粘剂，采用如下重量份数比组分：水泥20-35份、铁尾矿60-75份、微膨胀剂1-6份、高分子聚合物刷0.6-2.5份、减水剂0.1-0.2份。其以高分子聚合物刷为改性剂，以钢渣、矿渣为微膨胀剂，制得的水泥基瓷砖胶粘剂具有粘接强度高、干收缩小的特点，解决了普通瓷砖胶粘剂因粘接强度低、干收缩大引起的部分瓷砖开裂、脱落等问题，并拓展了高分子聚合物的应用领域。但是该瓷砖胶仍然存在粘结强度不稳定的问题。
因此，需要提供一种方法，能够改善瓷砖胶用骨料的松散堆积密度和空隙率，从而提高瓷砖胶的粘接性能，并同时减小瓷砖胶产品的粘结强度和浸水粘结强度的波动。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的瓷砖胶用骨料的松散堆积密度过低和空隙率过高，从而导致制备的瓷砖胶的浸水粘结强度和粘接强度不稳定，粘结强度不高的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种制备瓷砖胶用骨料的方法，该方法包括：
(1)在磨球I存在下，将原砂在25-30rpm下进行第一整形，得到混合物I；其中所述原砂为体积平均直径为0.1-1.0mm的石英砂和/或尾矿砂，所述磨球I为体积平均直径为10-20mm、密度为3.5-4.0g/cm3的氧化铝球；
(2)在磨球II存在下，将所述混合物I在20-25rpm下进行第二整形，得到混合物II；其中所述磨球II的体积平均直径为5-10mm；所述第二整形的转速比所述第一整形的转速低5-10rpm；
其中，控制所述第二整形的时间，使得所述混合物II的球度不小于0.68，且圆度不小于0.82；
(3)将所述混合物II进行过筛，得到体积平均直径为0.1-1.0mm的瓷砖胶用骨料。
本发明第二方面提供由第一方面所述的方法制备得到的瓷砖胶用骨料。
本发明第三方面提供一种瓷砖胶，该瓷砖胶中含有第二方面所述的瓷砖胶用骨料。
本发明通过两次整形和一次过筛，能够有效改善瓷砖胶用原砂的松散堆积密度和空隙率，并使得制备的瓷砖胶产品的原强、晾置和浸水性能得到明显提升，粘接强度更稳定。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种制备瓷砖胶用骨料的方法，该方法包括：
(1)在磨球I存在下，将原砂在25-30rpm下进行第一整形，得到混合物I；其中所述原砂为体积平均直径为0.1-1.0mm的石英砂和/或尾矿砂，所述磨球I为体积平均直径为10-20mm、密度为3.5-4.0g/cm3的氧化铝球；
(2)在磨球II存在下，将所述混合物I在20-25rpm下进行第二整形，得到混合物II；其中所述磨球II的体积平均直径为5-10mm，所述第二整形的转速比所述第一整形的转速低5-10rpm；
其中，控制所述第二整形的时间，使得所述混合物II的球度不小于0.68，且圆度不小于0.82；
(3)将所述混合物II进行过筛，得到体积平均直径为0.1-1.0mm的瓷砖胶用骨料。
优选地，所述磨球I的密度比所述磨球II的密度大0.8-1.5g/cm3。
优选地，在步骤(2)中，所述磨球II的密度为2.5-3.0g/cm3。
需要说明的是，本发明中，所述磨球I和/或所述磨球II的密度为单个磨球的密度。
优选情况下，在步骤(1)中，控制所述第一整形的时间，使得所述混合物I的球度不小于0.65，且圆度不小于0.80。
需要说明的是，本发明中，对测定所述球度和所述圆度的仪器和测试方法没有特别要求，可以采用本领域常规测试手段进行，示例性地，可以采用显微镜结合图形处理软件进行球形度的测定。
优选地，所述第一整形和所述第一整形各自独立地在球磨机中进行，以及
在所述第一整形中，所述原砂占球磨机容积的体积分数为10-20vol％，所述磨球I占球磨机容积的体积分数为30-40vol％。
优选情况下，在所述第二整形中，所述混合物I占球磨机容积的体积分数为10-20vol％，所述磨球II占球磨机容积的体积分数为30-40vol％。
优选情况下，所述第一整形和所述第二整形各自独立地采用干磨的方式进行。发明人发现，该优选情况下，能进一步提高磨机的整形效率，并且简化制备过程。
优选情况下，在步骤(2)中，所述磨球II为石英球和/或玻璃球。
根据一种优选的实施方式，在步骤(2)中，控制所述第二整形的时间，使得所述混合物II的球度不小于0.70，且圆度不小于0.85。
本发明对所述过筛的具体操作方法没有特别的要求，可以采用本领域已知的方法进行过筛，示例性地，可以采用方形摇摆筛进行过筛。
需要说明的是，在本发明中，对所述过筛的筛网的目数没有特别要求，只需满足最终获得的瓷砖胶用骨料的体积平均直径为0.1-1.0mm即可。
根据一种优选的实施方式，本发明中，在进行所述筛分的同时使用抽尘系统收集平均粒径小于0.1mm的微粉。
如前所述，本发明第二方面提供了由第一方面所述的方法制备得到的瓷砖胶用骨料。
如前所述，本发明第三方面提供了一种瓷砖胶，该瓷砖胶中含有第二方面所述的瓷砖胶用骨料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均为市售品。
原砂：
原砂I：石英砂，体积平均直径为0.3mm，来源于湖南南联环资科技有限责任公司；
原砂II：尾矿砂，体积平均直径为0.4mm，来源于凤阳县英武石英砂有限公司；
磨球I：
氧化铝球I：密度为3.6g/cm3，体积平均直径为10mm；
氧化铝球II：密度为3.8g/cm3，体积平均直径为20mm；
氧化铝球III：密度为3.6g/cm3，体积平均直径为25mm；
玻璃球I：密度为2.65g/cm3，体积平均直径为10mm；
磨球II：
石英球：密度为2.65g/cm3，体积平均直径为5mm；
玻璃球II：密度为2.65g/cm3，体积平均直径为10mm。
以下实例中，球磨机I和球磨机II：容积约为2m3，型号为Φ900*3000，购自山东鑫海矿业技术装备股份有限公司；
方形摇摆筛：型号为FYBS1230，购自新乡市万达机械制造有限公司。
实施例1
本实施例提供一种优选的制备瓷砖胶用骨料的方法，具体步骤包括：
(1)采用干磨的方式，将磨球I(氧化铝球I)装入球磨机I中，再将原砂I装入球磨机I，在25rpm下进行第一整形5min，得到圆度和球度分别为0.66和0.81的混合物I；
其中，原砂I占球磨机I容积的体积分数为20vol％；
磨球I占球磨机I容积的体积分数为40vol％；
(2)采用干磨的方式，将磨球II(石英球)和混合物I装入球磨机II，在20rpm下进行第二整形5min，得到圆度和球度分别为0.70和0.86的混合物II；
其中，混合物I占球磨机II容积的体积分数为20vol％；
磨球II占球磨机II容积的体积分数为40vol％；
(3)使用筛网尺寸为140目的方形摇摆筛将所述混合物II进行过筛，同时采用抽尘系统收集平均粒径小于0.1mm的微粉，方形摇摆筛的筛上物质为体积平均直径为0.2mm的瓷砖胶用骨料，命名为P1。
实施例2
本实施例提供另一种优选的制备瓷砖胶用骨料的方法，具体步骤包括：
(1)采用干磨的方式，将磨球I(氧化铝球II)装入球磨机I中，再将原砂II装入球磨机I，在30rpm下进行第一整形4min，得到圆度和球度分别为0.65和0.80的混合物I；
其中，原砂II占球磨机I容积的体积分数为15vol％；
磨球I占球磨机I容积的体积分数为35vol％；
(2)采用干磨的方式，将磨球II(玻璃球II)和混合物I装入球磨机II，将所述混合物I在20rpm下进行第二整形4min，得到圆度和球度分别为0.71和0.85的混合物II；
其中，混合物I占球磨机II容积的体积分数为15vol％；
磨球II占球磨机II容积的体积分数为35vol％；
(3)使用筛网尺寸为140目的方形摇摆筛将所述混合物II进行过筛，同时采用抽尘系统收集平均粒径小于0.1mm的微粉，方形摇摆筛的筛上物质即为体积平均直径为0.3mm的瓷砖胶用骨料，命名为P2。
实施例3
本实施例提供另一种优选的制备瓷砖胶用骨料的方法，具体步骤包括：
(1)采用干磨的方式，将磨球I(氧化铝球II)装入球磨机I中，再将原砂II装入球磨机I，在28rpm下进行第一整形4min，得到圆度和球度分别为0.66和0.82的混合物I；
其中，原砂II占球磨机I容积的体积分数为18vol％；
磨球I占球磨机I容积的体积分数为37vol％；
(2)采用干磨的方式，将磨球II(石英球)和混合物I装入球磨机II，将所述混合物I在20rpm下进行第二整形4min，得到圆度和球度分别为0.71和0.86的混合物II；
其中，混合物I占球磨机II容积的体积分数为18vol％；
磨球II占球磨机II容积的体积分数为37vol％；
(3)使用筛网尺寸为140目的方形摇摆筛将所述混合物II进行过筛，同时采用抽尘系统收集平均粒径小于0.1mm的微粉，方形摇摆筛的筛上物质即为体积平均直径为0.3mm的瓷砖胶用骨料，命名为P3。
实施例4
按照实施例1的方法制备瓷砖胶用骨料，所不同的是，在步骤(2)中，控制第二整形的时间，使得得到的混合物II的圆度和球度分别为0.68和0.82，最后得到平均直径为0.2mm的瓷砖胶用骨料，命名为P4。
对比例1
按照实施例1的方法制备瓷砖胶用骨料，所不同的是，在步骤(1)中，使用的磨球I为氧化铝球III。
步骤(2)中得到圆度和球度分别为0.66和0.81的混合物II，最终得到平均直径为0.25mm的瓷砖胶用骨料，命名为DP1。
对比例2
按照实施例1的方法制备瓷砖胶用骨料，所不同的是，在步骤(1)中，使用的磨球I为玻璃球I。
步骤(2)中得到圆度和球度分别为0.64和0.78的混合物II，最终得到平均直径为0.26mm的瓷砖胶用骨料，命名为DP2。
对比例3
按照实施例1的方法制备瓷砖胶用骨料，所不同的是，在步骤(1)中，第一整形的转速为35rpm。
步骤(2)中得到圆度和球度分别为0.65和0.80的混合物II，最终得到平均直径为0.28mm的瓷砖胶用骨料，命名为DP3。
对比例4
按照实施例1的方法制备瓷砖胶用骨料，所不同的是，在步骤(2)中，第二整形的转速为35rpm。
步骤(2)中得到圆度和球度分别为0.67和0.82的混合物II，最终得到平均直径为0.24mm的瓷砖胶用骨料，命名为DP4。
测试例1
按照GB/T14684-2022中的堆积密度与空隙率的检测方法测试以上实施例和对比例中制备得到的瓷砖胶用骨料的松散堆积密度和空隙率，具体检测结果见表1。
表1
测试例2
按照《JC/T547-2017》中陶瓷胶胶粘剂的制备方法，将原砂I以及以上实例部分制备得到的瓷砖胶用骨料制备成瓷砖胶(CP1、CP2、CP3、CP4、CDP1、CDP、CDP3、CDP4、C原砂I)，具体配方见表2，并按照《GB/T25181-2019》中预拌砂浆标准的要求对制备得到的瓷砖胶进行性能测试，具体检测结果见表3。
表2
| 原料 | 用量,wt％ |
| 瓷砖胶用骨料 | 62.0 |
| 200目重钙粉 | 5.0 |
| 42.5的水泥 | 32.0 |
| 纤维素醚 | 0.3 |
| 甲酸钙 | 0.7 |
表3
表3续表
从上述结果可以看出，采用本发明提供的方法制备得到的瓷砖胶用骨料制备的瓷砖胶能够满足GB/T25181-2019预拌砂浆标准的要求；并且，采用本发明提供的瓷砖胶用骨料制备的瓷砖胶产品的粘结强度性能与采用未经整形的原砂I制备的瓷砖胶产品相比，原强、晾置和浸水性能得到明显提升，且粘接强度更稳定。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种制备瓷砖胶用骨料的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)在磨球I存在下，将原砂在25-30rpm下进行第一整形，得到混合物I；其中所述原砂为体积平均直径为0.1-1.0mm的石英砂和/或尾矿砂，所述磨球I为体积平均直径为10-20mm、密度为3.5-4.0g/cm3的氧化铝球；
(2)在磨球II存在下，将所述混合物I在20-25rpm下进行第二整形，得到混合物II；其中所述磨球II的体积平均直径为5-10mm；所述第二整形的转速比所述第一整形的转速低5-10rpm；
其中，控制所述第二整形的时间，使得所述混合物II的球度不小于0.68，且圆度不小于0.82；
(3)将所述混合物II进行过筛，得到体积平均直径为0.1-1.0mm的瓷砖胶用骨料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磨球I的密度比所述磨球II的密度大0.8-1.5g/cm3。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述磨球II的密度为2.5-3.0g/cm3。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，控制所述第一整形的时间，使得所述混合物I的球度不小于0.65，且圆度不小于0.80。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述第一整形和所述第一整形各自独立地在球磨机中进行，以及
在所述第一整形中，所述原砂占球磨机容积的体积分数为10-20vol％，所述磨球I占球磨机容积的体积分数为30-40vol％。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述第二整形中，所述混合物I占球磨机容积的体积分数为10-20vol％，所述磨球II占球磨机容积的体积分数为30-40vol％。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述磨球II为石英球和/或玻璃球。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，在步骤(2)中，控制所述第二整形的时间，使得所述混合物II的球度不小于0.70，且圆度不小于0.85。
9.由权利要求1-8中任意一项所述的方法制备得到的瓷砖胶用骨料。
10.一种瓷砖胶，其特征在于，该瓷砖胶中含有权利要求9所述的瓷砖胶用骨料。
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