CN101817654A - 自流平砂浆抗收缩剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自流平砂浆抗收缩剂及其制备方法和应用，包括如下重量份的组分：铝矾土80～100份，碳酸钠6～12份，三氯化铈0.5～1.5份，沸石100份，天然明矾石10～15份，二水石膏40～50份，硅烷偶联剂1.5～3份。本发明的自流平砂浆的抗收缩剂，在自流平水泥水化和硬化过程中生成钙矾石填充到砂浆的微孔中，产生轻微膨胀，缓冲了砂浆在水化过程中产生的收缩应力，可以起到显著的抗收缩效果。

Description

自流平砂浆抗收缩剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种自流平砂浆抗收缩剂。
背景技术
我国经济进入高速发展时期，基础建设也在蓬勃发展，各重特大工程的建设目前已居世界前列。在重特大工程建设中，自流坪砂浆作为世界新型的技术和材料在国内被越来越重视，已广泛应用于重特大工程建设中，作为新型的技术和材料有非常好的前景。但自流坪砂浆是砂浆体系中技术要求最高和最复杂的砂浆，确保自流坪砂浆各项性能稳定是核心问题，如后期收缩开裂，脱砂等问题，需要新型的添加剂加以解决。混凝土的各种添加剂已经百花齐放，但由于自流平砂浆是混凝土领域的一个特殊体系，许多混凝土的添加剂不能完全适用于自流平砂浆体系。自流坪砂浆的许多问题是需要有更多适用自流平砂浆体系的添加剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自流平砂浆抗收缩剂及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。
所述的自流平砂浆抗收缩剂，包括如下重量份的组分：
铝矾土        80～100份
碳酸钠        6～12份
三氯化铈      0.5～1.5份
沸石          100份
天然明矾石    10～15份
二水石膏      40～50份
硅烷偶联剂        1.5～3份
所述自流平砂浆的抗收缩剂制备方法包括如下步骤：
(1)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠于350～400℃下锻烧3～4小时，冷却后，研磨至400～600目，再将粉体加热到75～85℃左右，然后将三氯化铈的乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1～2小时，挥去乙醇；
三氯化铈的乙醇溶液中，三氯化铈的重量浓度为3～8％；
(2)B组分制备，将沸石、天然明矾石和二水石膏研磨至400～600目，再将粉体加热到75～90℃左右，将硅烷偶联剂的乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1～2小时，挥去乙醇；
最后将A组分和B组分混合，得到成品。
所述的硅烷偶联剂的分子式为Y(CH2)nSiX3，n＝0～3；
Y为乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基；
X为氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基等；
硅烷偶联剂优选为N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，南京联硅化工产品。
铝矾土，又名铝氧石、分子式为Al3O3.2H2O结晶矿物，采用山西阳泉铝矾土。
天然明矾石的化学组成为KAl3【SO4】2(OH)6.，庐江矾矿产品。
沸石主要化学成分是二氧化硅和三氧化二铝，信阳平桥鑫远保温厂产品。
二水石膏、三氯化铈均采用市售产品。
本发明的自流平砂浆抗收缩剂，可作为抗收缩剂，用于水泥基自流平砂浆。
本发明的自流平砂浆的抗收缩剂，在自流平水泥水化和硬化过程中生成钙矾石填充到砂浆的微孔中，产生轻微膨胀，缓冲了砂浆在水化过程中产生的收缩应力，同时经硅烷偶联剂改性的天然沸石，在三氯化铈的催化作用下，偶联剂的活性基团与砂浆中的聚合物活性基团发生交联反应，使沸石与聚合物及水化后的硅酸盐形成一个网状结构，增加了砂浆的柔韧性，提高了抗形变能力，尤其是在自流平砂浆大面积施工中，自流平收缩开裂是一个常见的问题，加入本发明的抗收缩剂，可以起到显著的抗收缩效果。
具体实施方式
实施例1
铝矾土80份、碳酸钠6份、三氯化铈0.5份、沸石100份、天然明矾石10份、二水石膏40份、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份。
(1)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠混合放在350℃下锻烧3小时，冷却后用研磨机将混合物磨至平均粒径为500目，再将粉体放在混合釜内加热到80℃左右，将重量浓度为3.5％的三氯化铈乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，将乙醇挥去；
(2)B组分制备，将沸石粉、天然明矾石、二水石膏放入研磨机磨至400目细度，再将粉体放在混合釜内加热到90℃左右，将重量浓度为10％的N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇，最后将A和B混合，得到成品。
实施例2
铝矾土90份、碳酸钠7份、三氯化铈1份、沸石100份、天然明矾石12份、二水石膏45份、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷2份。
(1)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠混合放在380℃下锻烧3小时，冷却后用研磨机将混合物磨至平均粒径600目，再将粉体放在混合釜内加热到80℃左右，将重量浓度为5％的三氯化铈乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇；
(二)B组分制备，将沸石粉、天然明矾石、二水石膏放入研磨机磨至平均粒径400目的细度，再将粉体放在混合釜内加热到90℃左右，将重量浓度为12％的N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液，喷洒在粉体上，搅拌1小时。挥去乙醇，最后将A和B均匀混合，得到成品。
实施例3
铝矾土100份、碳酸钠8份、三氯化铈1.5份、沸石100份、天然明矾石15份、二水石膏50份、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷3份。
(1)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠混合放在400℃下锻烧3小时，冷却后用研磨机将混合物磨至400目细度，再将粉体放在混合釜内加热到80℃左右，将重量浓度为8％的三氯化铈用乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇；
(2)B组分制备，将沸石、天然明矾石、二水石膏放入研磨机磨至600目细度，再将粉体放在混合釜内加热到90℃左右，将重量浓度为8％的N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇。最后将A和B均匀混合，得到成品。
实施例4
铝矾土95份、碳酸钠9份、三氯化铈0.75份、沸石100份、天然明矾石10份、二水石膏40份、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份。
(1)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠混合放在370℃下锻烧3小时，冷却后用研磨机将混合物磨至400目细度，再将粉体放在混合釜内加热到80℃左右，将重量浓度为5％的三氯化铈乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇；
(2)B组分制备，将沸石、天然明矾石、二水石膏放入研磨机磨至600目细度，再将粉体放在混合釜内加热到90℃左右，将重量浓度为5％的硅烷偶联剂用酒精稀释，用喷雾器将硅烷偶联剂均匀地喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇。最后将A和B均匀混合，得到成品。
实施例5
A组分：铝矾土85份、碳酸钠10份、三氯化铈1.25份、B组分：天然沸石粉100份、天然明矾石10份、二水石膏40份、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份。
(一)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠混合放在390℃下锻烧3小时，冷却后用研磨机将混合物磨至400～600目细度，再将粉体放在混合釜内加热到80℃左右，将三氯化铈用乙醇溶解后用喷雾器均匀地喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇；(二)B组分制备，将沸石粉、天然明矾石、二水石膏放入研磨机磨至400～600目细度，再将粉体放在混合釜内加热到90℃左右，将重量浓度为10％的N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇。最后将A和B均匀混合，得到成品。
实施例6
铝矾土100份、碳酸钠12份、三氯化铈1份、沸石100份、天然明矾石10份、二水石膏40份、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份
(1)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠混合放在360℃下锻烧3小时，冷却后用研磨机将混合物磨至600目细度，再将粉体放在混合釜内加热到80℃左右，将重量浓度为5％的三氯化铈乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇；
(2)B组分制备，将沸石、天然明矾石、二水石膏放入研磨机磨至600目细度，再将粉体放在混合釜内加热到90℃左右，将重量浓度为10％的N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌1小时，挥去乙醇。最后将A和B均匀混合，得到成品。
实施例7
采用上海耐齐建筑新材料有限公司自流坪干粉砂浆产品进行应用试验；在自流平干粉砂浆中添加总重量5％的本发明的抗收缩剂。
将上述实施例配制的抗收缩剂添加到自流坪干粉砂浆，加水后搅拌制成砂浆组合物：
一、制成7.07cm×7.07cm×7.07cm试模36个，在标准条件(22℃、相对湿度50±10％)下养护28天，进行立方体抗压强度测定。
二、制成7.07cm×7.07cm×7.07cm试模18个，自然养护，进行后期强度测定。
三、制成4cm×4cm×16cm试模18个，在标准条件(22℃、相对湿度50±10％)下养护28天，收缩性测定、抗折强度测定；
四、制成4cm×4cm×16cm试模18个，自然养护，进行后期抗折强度测定；
五、制成200cm×200cm×0.5cm(水泥基)自流坪四个，制成200cm×200cm×1cm(水泥基)自流坪四个，制成200cm×200×1.5cm(水泥基)自流坪四个.自然养护12个月；
六、制成5cm×5cm×0.5cm(水泥基)自流坪36个，制成5cm×5cm×1cm(水泥基)自流坪12个，制成5cm×5cm×1.5cm(水泥基)自流坪12个.在标准条件(22℃、相对湿度50±10％)下养护28天，粘接强度测定；
七、测试方法：按照中华人民共和国建材行业标准JC/T985-2005地面用水泥基自流坪砂浆、GB/T 1768漆膜耐磨性测定法、JC/T547-2005陶瓷墙地砖胶粘剂、GB/T 17671水泥胶砂强度检验方法。
检测结果见下表。其中，对比样为在砂浆中添加同样用量的德国德固赛公司生产的PSR100抗收缩剂。
从测定数据可以认为，本发明的自流平砂浆抗收缩剂，后期强度稳定，本发明的自流坪砂浆长期自然养护后，表面不泛白，不脱砂，收缩性小，无开裂现象。而对比样品在6个月自然养护后就有轻微泛白、脱砂、微裂影子，12个月就有开裂现象。
Figure GSA00000077884700081
Figure GSA00000077884700091

Claims (6)

1.自流平砂浆抗收缩剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：
铝矾土        80～100份
碳酸钠        6～12份
三氯化铈      0.5～1.5份
沸石          100份
天然明矾石    10～15份
二水石膏      40～50份
硅烷偶联剂    1.5～3份。
2.根据权利要求1所述的流平砂浆抗收缩剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)A组分制备，将铝矾土和碳酸钠于350～400℃下锻烧，冷却后，研磨，再将粉体加热到75～85℃，然后将三氯化铈的乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌挥去乙醇；
(2)B组分制备，将沸石、天然明矾石和二水石膏研磨，再将粉体加热到75～90℃，将硅烷偶联剂的乙醇溶液喷洒在粉体上，搅拌挥去乙醇；
最后将A组分和B组分混合，得到成品。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将铝矾土和碳酸钠于350～400℃下锻烧3～4小时。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，三氯化铈的乙醇溶液中，三氯化铈的重量浓度为3～8％。
6.根据权利要求1所述的流平砂浆抗收缩剂的用途，其特征在于，作为抗收缩剂，用于水泥基自流平砂浆。
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