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一种抗裂修补砂浆及其制备方法与流程

2021-01-31 04:01:21|377|起点商标网

本发明涉及砂浆技术领域,尤其涉及一种抗裂修补砂浆及其制备方法。



背景技术:

砂浆开裂不仅直接影响建筑等基础设施的安全性、耐久性和功能性,而且显著增加了维护成本,是一支困扰工程领域的难题。

水泥砂浆裂缝产生的原因有多种,原材料选材及配料不当是主要原因之一,采用低标号的水泥及细骨料,导致水泥砂浆的收缩偏大而开裂;水泥砂浆的配料中简单掺入石膏或石灰粉改善和易性,但砂浆强度显著下降,抗剪切力和粘接强度也随之下降,易起空鼓开裂。温度变化导致墙体膨胀或收缩,由于不同材质的热膨胀系数和弹性模量差别很大,热膨胀产生的温度应力大于水泥砂浆抗拉强度时将导致砂浆产生裂缝。外墙水泥砂浆大部分暴露在阳光下,砂浆层温度有可能会大大地超过气温,甚至高出室外温度一倍以上,产生的温度应力造成严重的温度应力诱导开裂。外墙水泥砂浆长期裸露在空气中,往往因天气干湿循环变化造成膨胀或收缩,当收缩应力大于砂浆的抗拉强度时,砂浆必然产生裂缝。

目前,为了减少砂浆开裂现象,科研和企业大多采用添加纤维、胶粉以及其他外加剂的技术途径,虽然改善了砂浆的抗裂性能,但也显著增加了原材料成本。专利号为cn110028287a的专利公开了一种干混抗裂砂浆,采用粉煤灰、硅灰、偏高岭土、矿渣粉、调凝剂、保水剂、减水剂、超塑化剂、增稠剂、胶粉、纤维等10多种原材料,不仅显著提高了原材料成本,而且增加了生产工艺的复杂性,砂浆产品的匀质性较难保证。申请号为cn201510384641.6的专利公开了一种抗裂砂浆及其制备方法,将水泥、粉煤灰、石英砂、羟丙基甲基纤维素、抗裂专用胶粉、木质纤维、pp短纤维进行混合搅拌后分袋包装制成成品,产品安全性高、使用寿命长、成本低、强度好、导热系数低、抗裂效果好,但也存在原材料种类太多,生产工艺环节复杂,产品质量匀质性控制难题。

另外,生产一吨水泥熟料大约释放0.9吨二氧化碳(co2)。近年来,随着全世界水泥需求量不断增长以及原材料资源、能源资源和co2排放证书引气生产成本不断上升,大宗工业固废用于替代胶凝材料的开发日益成为政治、科学和经济关注焦点。因此,大宗工业固废已经对生存环境构成主要挑战,目前还没有规模化、清洁化解决的途径,研发尽可能高效和可持续地大宗固废资源化利用技术具有重要意义。

现有技术中,申请号201610034309.1公开了一种低碳水泥熟料及其制备方法与应用。该发明旨在提供一种煅烧温度低、高活性β型硅酸二钙含量高、水化活性高的水泥熟料,且其强度指标能够满足实际工程要求,可作为抗裂修补砂浆的一种较好的配料。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种抗裂修补砂浆及其制备方法,以解决上述技术问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案:

一种抗裂修补砂浆,按重量百分比包括以下原料:低碳水泥熟料5~20%;石膏5~20%;高炉矿渣粉60~80%;外加剂0~3%以及石英砂、饮用水;其中石英砂:低碳水泥熟料为1~3,饮用水:低碳水泥熟料为0.25~0.5。

作为本发明进一步的方案,按重量百分比低碳水泥熟料为5~15%,优选5~10%。

作为本发明进一步的方案,石膏为无水石膏、脱硫石膏、磷石膏、氟石膏或天然二水石膏,其中生产袋装修补砂浆时须使用无水石膏,湿拌砂浆可以选用任意一种。

作为本发明进一步的方案,石膏的硫酸钙含量≥85%,优选≥90%,再更优选≥95%;按重量百分比石膏为7.5~17.5%,再更优选10~15%。

作为本发明进一步的方案,高炉矿渣粉的比表面≥5000cm2/g,优选比表面积≥5500cm2/g,再更优选比表面积≥6000cm2/g,活性指标满足gbt18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准规定的技术指标要求。

作为本发明进一步的方案,高炉矿渣粉的al2o3含量≥10%,优选al2o3含量≥12%,再优选al2o3含量≥14%;高炉矿渣粉的cao含量≥35%,优选cao含量≥37%,再优选cao含量≥39%;

作为本发明进一步的方案,按重量百分比高炉矿渣粉为65~75%,再优选68~72%;

作为本发明进一步的方案,硅砂粒径符合连续级配分布,二氧化硅含量≥85%,优选≥90%,再优选≥95%;

作为本发明进一步的方案,外加剂包括减水剂、引气剂、增稠剂、凝结时间调节剂、触变剂以及保水剂中的一种或几种的组合,减水剂为粉体或液体聚羧酸系,引气剂为十二烷基环酸钠或聚醚类或蛋白质类,增稠剂为糊精或聚乙二醇或聚丙烯酰胺或膨润土,凝结时间调节剂为葡萄糖酸钠或硼酸或酒石酸或柠檬酸或聚磷酸或聚磷酸的钠盐,触变剂为石膏或膨润土,保水剂为eva胶粉。

一种抗裂修补砂浆的制备方法,制备步骤为:

1)、将低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏、石英砂和引用水按比例称量(以重量计);

2)、将低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏、粉体外加剂放入搅拌机中,搅拌2min;

3)、然后将石英砂放入搅拌机中,搅拌30s;

4)、然后将2/3的拌和水倒入搅拌机,搅拌90s;

5)、然后将液体外加剂倒入搅拌机,并用剩余1/3拌和水清洗盛液体外加剂的容器,并倒入搅拌机,如无液体外加剂,直接将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌120s;

6)、制成抗裂修补砂浆,备用。

本发明的有益效果是:本发明抗裂修补砂浆优化比例后的粉体组份、石英砂、拌和水、外加剂根据施工环境条件要求调整组分和掺量。搅拌成型(4cm×4cm×16cm试模)后,在20±0.5℃,相对湿度≥95%条件下养护3h脱模,测试3h,6h,1d,3d,7d,28d,56d和91d抗压和抗折强度。按照gb23439-2009《混凝土膨胀剂》标准要求测试限制膨胀变形。测试结果表明,抗裂砂浆3h抗折强度超过2.5mpa,6h抗折强度超过3.0mpa,1d抗折强度超过4.0mpa,3d抗折强度超过8.0mpa,7d抗折强度超过10.0mpa,28d抗折强度超过12.0mpa,28d内不出现负收缩应变,具有优秀的抗开裂性能。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1

将所述的原材料的粉体材料组份“a”一种低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏;组份“b”石英砂;组份“c”拌和水,以及组分“d”外加剂,各原材料按重量比称量为:

所述原材料中的粉体材料“a”,以粉体材料重量计为100%:

一种低碳水泥熟料:5%;

石膏:15%;

高炉矿渣粉:80%;

所述原材料的石英砂组份“b”:b:a为3.0;

所述原材料的饮用水组份“c”:c:a为0.50;

所述原材料的外加剂组份“d”:0%(以粉体材料重量计,外掺)。,然后,搅拌程序为:

1.将低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏放入搅拌机中,搅拌2min;

2.然后,将石英砂放入搅拌机中,搅拌30s;

3.然后,将2/3的拌和水倒入搅拌机,搅拌90s;

4.然后,将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌60s;

5.最后,将液体外加剂倒入搅拌机,高速搅拌120s,制成抗裂修补砂浆,备用。

搅拌成型(4cm×4cm×16cm试模)后,在20±0.5℃,相对湿度≥95%条件下养护3h脱模,测试3h,6h,1d,3d,7d,28d,56d和91d抗压和抗折强度。按照gb23439-2009《混凝土膨胀剂》标准要求测试限制膨胀变形。测试结果表明,抗裂砂浆3h抗折强度2.61mpa,6h抗折强度3.25mpa,1d抗折强度4.50mpa,3d抗折强度8.57mpa,7d抗折强度10.20mpa,28d抗折强度12.42mpa,28d内不出现负收缩应变。

实施例2

将所述的原材料的粉体材料组份“a”一种低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏;组份“b”石英砂;组份“c”拌和水,以及组分“d”外加剂,各原材料按重量比称量为:

所述原材料中的粉体材料“a”,以粉体材料重量计为100%:

一种低碳水泥熟料:5%;

石膏:12.5%;

高炉矿渣粉:82.5%;

所述原材料的石英砂组份“b”:b:a为2.5;

所述原材料的饮用水组份“c”:c:a为0.45;

所述原材料的外加剂组份“d”:0.5%(以粉体材料重量计,外掺)。,然后,搅拌程序为:

1.将低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏放入搅拌机中,搅拌2min;

2.然后,将石英砂放入搅拌机中,搅拌30s;

3.然后,将2/3的拌和水倒入搅拌机,搅拌90s;

4.然后,将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌60s;

5.然后,将液体外加剂倒入搅拌机,并用剩余1/3拌和水清洗盛液体外加剂的容器,并倒入搅拌机,如无液体外加剂,直接将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌120s;

6.制成抗裂修补砂浆,备用。

搅拌成型(4cm×4cm×16cm试模)后,在20±0.5℃,相对湿度≥95%条件下养护3h脱模,测试3h,6h,1d,3d,7d,28d,56d和91d抗压和抗折强度。按照gb23439-2009《混凝土膨胀剂》标准要求测试限制膨胀变形。测试结果表明,抗裂砂浆3h抗折强度2.94mpa,6h抗折强度3.75mpa,1d抗折强度4.87mpa,3d抗折强度9.52mpa,7d抗折强度10.97mpa,28d抗折强度12.72mpa,28d内不出现负收缩应变。

实施例3

将所述的原材料的粉体材料组份“a”一种低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏;组份“b”石英砂;组份“c”拌和水,以及组分“d”外加剂,各原材料按重量比称量为:

所述原材料中的粉体材料“a”,以粉体材料重量计为100%:

一种低碳水泥熟料:10%;

石膏:15%;

高炉矿渣粉:75%;

所述原材料的石英砂组份“b”:b:a为2.0;

所述原材料的饮用水组份“c”:c:a为0.40;

所述原材料的外加剂组份“d”:1.5%(以粉体材料重量计,外掺)。,然后,搅拌程序为:

1.将低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏放入搅拌机中,搅拌2min;

2.然后,将石英砂放入搅拌机中,搅拌30s;

3.然后,将2/3的拌和水倒入搅拌机,搅拌90s;

4.然后,将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌60s;

5.然后,将液体外加剂倒入搅拌机,并用剩余1/3拌和水清洗盛液体外加剂的容器,并倒入搅拌机,如无液体外加剂,直接将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌120s;

6.制成抗裂修补砂浆,备用。

搅拌成型(4cm×4cm×16cm试模)后,在20±0.5℃,相对湿度≥95%条件下养护3h脱模,测试3h,6h,1d,3d,7d,28d,56d和91d抗压和抗折强度。按照gb23439-2009《混凝土膨胀剂》标准要求测试限制膨胀变形。测试结果表明,抗裂砂浆3h抗折强度3.25mpa,6h抗折强度4.05mpa,1d抗折强度5.17mpa,3d抗折强度9.88mpa,7d抗折强度11.92mpa,28d抗折强度13.92mpa,28d内不出现负收缩应变。

实施例4

将所述的原材料的粉体材料组份“a”一种低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏;组份“b”石英砂;组份“c”拌和水,以及组分“d”外加剂,各原材料按重量比称量为:

所述原材料中的粉体材料“a”,以粉体材料重量计为100%:

一种低碳水泥熟料:25%;

石膏:15%;

高炉矿渣粉:60%;

所述原材料的石英砂组份“b”:b:a为1.5;

所述原材料的饮用水组份“c”:c:a为0.35;

所述原材料的外加剂组份“d”:2.0%(以粉体材料重量计,外掺),然后,搅拌程序为:

1.将低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏放入搅拌机中,搅拌2min;

2.然后,将石英砂放入搅拌机中,搅拌30s;

3.然后,将2/3的拌和水倒入搅拌机,搅拌90s;

4.然后,将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌60s;

5.然后,将液体外加剂倒入搅拌机,并用剩余1/3拌和水清洗盛液体外加剂的容器,并倒入搅拌机,如无液体外加剂,直接将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌120s;

6.制成抗裂修补砂浆,备用。

搅拌成型(4cm×4cm×16cm试模)后,在20±0.5℃,相对湿度≥95%条件下养护3h脱模,测试3h,6h,1d,3d,7d,28d,56d和91d抗压和抗折强度。按照gb23439-2009《混凝土膨胀剂》标准要求测试限制膨胀变形。测试结果表明,抗裂砂浆3h抗折强度3.92mpa,6h抗折强度4.87mpa,1d抗折强度5.65mpa,3d抗折强度10.38mpa,7d抗折强度12.83mpa,28d抗折强度14.68mpa,28d内不出现负收缩应变。

实施例5

将所述的原材料的粉体材料组份“a”一种低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏;组份“b”石英砂;组份“c”拌和水,以及组分“d”外加剂,各原材料按重量比称量为:

所述原材料中的粉体材料“a”,以粉体材料重量计为100%:

一种低碳水泥熟料:15%;

石膏:15%;

高炉矿渣粉:70%;

所述原材料的石英砂组份“b”:b:a为1.0;

所述原材料的饮用水组份“c”:c:a为0.30;

所述原材料的外加剂组份“d”:2.5%(以粉体材料重量计,外掺)。,然后,搅拌程序为:

1.将低碳水泥熟料、高炉矿渣粉、石膏放入搅拌机中,搅拌2min;

2.然后,将石英砂放入搅拌机中,搅拌30s;

3.然后,将2/3的拌和水倒入搅拌机,搅拌90s;

4.然后,将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌60s;

5.然后,将液体外加剂倒入搅拌机,并用剩余1/3拌和水清洗盛液体外加剂的容器,并倒入搅拌机,如无液体外加剂,直接将剩余1/3拌和水倒入搅拌机,搅拌120s;

6.制成抗裂修补砂浆,备用。

搅拌成型(4cm×4cm×16cm试模)后,在20±0.5℃,相对湿度≥95%条件下养护3h脱模,测试3h,6h,1d,3d,7d,28d,56d和91d抗压和抗折强度。按照gb23439-2009《混凝土膨胀剂》标准要求测试限制膨胀变形。测试结果表明,抗裂砂浆3h抗折强度3.12mpa,6h抗折强度3.35mpa,1d抗折强度7.66mpa,3d抗折强度12.31mpa,7d抗折强度14.89mpa,28d抗折强度15.78mpa,28d内不出现负收缩应变。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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