CN102126849B - 一种干混砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料砂浆领域一种普通干混砂浆。用碱性改性液改性的铁合金炉渣人工砂作为原料，各原料的重量比为硅酸盐水泥：粗砂：中砂：细砂：粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物：矿渣粉或钢渣微粉或两者的混合物：纤维素醚=8～25：0～40：10～40：10～40：5～10：5～10：0.03。上述粉状或粒状物料按一定重量比称量，在干混砂浆生产线混合搅拌均匀后，可制成各种标号的干混砌筑砂浆、干混抹灰砂浆、干混地坪砂浆。本发明可实现工业废渣综合利用，解决农田占用、环境污染问题，达到建设资源节约型、环境友好型和实现可持续发展的国家经济发展目标。

Description

一种干混砂浆
技术领域    
本发明涉及建筑材料砂浆技术领域，特别涉及一种利用铁合金炉渣制备的干混砂浆。
背景技术   
生产干混砂浆的主要原材料有：水泥、石灰、石膏、粉煤灰、矿渣微粉、砂子、外加剂等。目前干混砂浆中的集料主要采用天然砂，它是一种不可再生的地方性资源，随着国家基础设施建设的日益发展，在我国不少地区出现了天然砂资源逐步减少、甚至无天然砂的情况，因此由工业废渣制备的人工砂代替天然砂是生产干混砂浆的重要途径。
铁合金炉渣是冶炼铁合金时产生的工业废渣，根据生产铁合金的种类不同，铁合金炉渣可分为锰铁合金渣、硅铁合金渣、铬铁合金渣、不锈钢渣等。铁合金炉渣在空气中自然冷却或极少量水促其冷却形成容重和块度较大的石质物料，成灰色或灰黑色，类似于天然的玄武质或花岗质熔岩，内部有一定数量的孔径不一的气孔，硬度大、强度高。这种大块状的石质废渣在排放的过程中经过缓慢的冷却，形成相对稳定的结晶结构。其主要矿物为钙铝黄长石、镁黄长石、钙长石、硫化钙、硅酸二钙以及大量的玻璃体。除硅酸二钙及玻璃体具有缓慢水硬化性及潜在活性外，其他矿物常温下结构稳定、水硬性较差。铁合金炉渣的化学组成主要为：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3，SiO2、Al2O3、CaO等成分。用碱激发玻璃相中的SiO2、Al2O3等成分，使Si-O、Al-O键发生断裂，产生硅酸根、铝酸根等离子，有利于与胶凝材料结合，缩短凝结时间，提高强度，因此铁合金炉渣是干混砂浆理想的集料。
本申请人于2011年1月份申请的中国发明专利申请号为201110009379.9，名称为“一种人工砂的制备方法” 中所公开了铁合金炉渣人工砂的碱性改性液改性方法，将铁合金炉渣制成粒径为0.1~5mm的砂粒，砂粒经过碱性改性液改性、干燥制成人工砂。碱性改性液优选浓度为0.05~0.2wt%，其中溶质为Ca(OH)2和NaOH，两者的重量比为5~15：2~5，溶剂为水。优选碱性改性液还包括0.02wt%的硅酸钠。优选砂粒与碱性改性液的重量比为1:1。通过对砂粒喷淋碱性改性液的方式进行改性。对砂粒喷淋若干次碱性改性液。制得的人工砂经过粒度分级后使用。解决了铁合金炉渣人工砂制成砂浆后泛红的现象，并且在一定程度是增强了砂浆的机械性能。但经过碱性改性液改性后的铁合金炉渣人工砂的性能还有很大的挖掘空间。
发明内容
为了进一步挖掘经过碱性改性液改性后的铁合金炉渣人工砂的性能，将已经过碱性改性液处理的铁合金炉渣人工砂代替天然砂作为原料生产普通干混砂浆，其主要原料有：铁合金炉渣人工砂、水泥、粉煤灰、矿渣微粉、凝灰岩微粉、钢渣微粉，得到了性能更好的砂浆产品。
本发明是通过以下措施实现的：
一种干混砂浆，包括以下组分：
硅酸盐水泥，铁合金炉渣人工砂，粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物，矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物，纤维素醚；
所述铁合金炉渣人工砂为经过碱性改性液改性，按照粒径范围5~2.5mm、2.49~1mm、0.99~0.1mm分为粗砂、中砂、细砂，矿渣微粉、凝灰岩微粉和钢渣微粉的比表面积均为400~500 m2/ kg，
各组分所占的重量份为：
硅酸盐水泥8～25份，粗砂0～40份，中砂10～40份，细砂10～40份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物5～10份，矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物5～10份，纤维素醚0.03份。
所述的干混砂浆，各组分所占的重量份如下：
硅酸盐水泥8～12份，粗砂20～30份，中砂10～20份，细砂25～35份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物 5～10份，
矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物 5～10份，纤维素醚0.03份。
所述的干混砂浆，各组分所占的重量份如下：
硅酸盐水泥10～17份，中砂30～40份，细砂35～40份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物5～10份，
矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物5～10份，纤维素醚0.03份。
所述的干混砂浆，各组分所占的重量份如下：
硅酸盐水泥12～25份，粗砂20～40份，中砂20～35份，细砂20～30份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物5～10份，
矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物5～10份，纤维素醚0.03份。
所述的纤维素醚2%的水溶液在20℃粘度为100000~150000厘泊。
所述的干混砂浆，还包括3重量份的可再分散乳胶粉。
所述碱性改性液浓度为0.05~0.2wt%，其中溶质为Ca(OH)2和NaOH，两者的重量比为5~15：2~5，溶剂为水。
所述的干混砂浆，其特征在于所述碱性改性液还包括0.02wt%的硅酸钠。
所述的干混砂浆，其特征在于所述铁合金炉渣人工砂与碱性改性液的重量比为1:1。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。
经过提炼后的矿石残余物称为矿渣，在水泥中掺和以及在商品混凝土中添加，矿渣微粉等量替代各种用途混凝土及水泥制品中的水泥用量，可以明显的改善混凝土和水泥制品的综合性能。
凝灰岩是一种火山碎屑岩引，成分主要是火山灰，外貌疏松多孔，粗糙，有层理，颜色多样，有黑色、紫色、红色、白色、淡绿色等，可提高机械强度。
钢渣，一种工业固体废物，炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。钢渣主要由钙、 铁、 硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。
可再分散乳胶粉产品为水溶性可再分散粉末，为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物，丙稀酸共聚物等等，以聚乙烯醇作为保护胶体，具有高粘结能力和独特的性能。
所述的凝灰岩微粉、钢渣微粉原材料可以部分或全部替代粉煤灰、矿渣微粉。二者的比表面积均为400~500 m2/ kg。
本发明的有益效果：
1、铁合金炉渣机制人工砂不仅可以代替天然青石砂、石英砂，而且具有容重小、后期强度不断增加的性能；同时该砂浆更适用于高温高压蒸养环境，在该环境下砂浆的抗折、抗压性能更加优越；
2、铁合金炉渣机制人工砂在普通干混砂浆中掺量为50～75%，完全替代了天然青石砂、石英砂。以年产50万吨普通干混砂浆为例，可消耗掉25~35万吨堆积的冶炼废渣，减少了对天然资源的消耗；
3、铁合金炉渣机制人工砂生产普通干混砂浆由于其掺量高使干混砂浆吨生产成本降低10～20元，提高了经济效益；
4、对所使用的矿渣微粉、凝灰岩微粉和钢渣微粉的比表面积进行了严格控制，使其填充增强作用达到一个比较好的效果；
5、实现工业废渣综合利用，解决农田占用、环境污染问题，达到建设资源节约型、环境友好型和实现可持续发展的国家经济发展目标。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例进一步说明。
实施例1：
一种干混砌筑砂浆，砂浆的重量配比为：水泥：粗砂：中砂：细砂：粉煤灰：钢渣微粉：纤维素醚=10：25：18：30：8：9：0.03，纤维素醚2%的水溶液在20℃粘度为100000厘泊。水泥为山东山水水泥集团生产的32.5#普通硅酸盐水泥，粉煤灰为济南黄台电厂排放的二级灰。上述物料按其重量比在济南涌泉新型建材有限公司的干混砂浆生产线上经混合搅拌均匀，制成标号为DMM15的干混砌筑砂浆。
测定砂浆的各项性能见表1。
实施例2：
一种干混抹灰砂浆，砂浆的重量配比为：水泥：中砂：细砂：凝灰岩微粉：矿渣粉：纤维素醚=12：35：37：8：8：0.03，纤维素醚2%的水溶液在20℃粘度为150000厘泊。水泥为山东山水水泥集团生产的32.5#普通硅酸盐水泥，矿渣粉为济南涌泉新型建材有限公司生产。上述物料按其重量比在济南涌泉新型建材有限公司的干混砂浆生产线上经混合搅拌均匀，制成标号为DPM15的干混抹灰砂浆。
测定砂浆的各项性能见表1。
实施例3：
一种干混地坪砂浆，砂浆的重量配比为：水泥：粗砂：中砂：细砂：粉煤灰：矿渣粉：凝灰岩微粉：钢渣微粉：纤维素醚=20：20：25：20：4：3：4：4：0.03，纤维素醚2%的水溶液在20℃粘度为110000厘泊。水泥为山东山水水泥集团生产的32.5#普通硅酸盐水泥，粉煤灰为济南黄台电厂排放的二级灰，矿渣粉为济南涌泉新型建材有限公司生产。上述物料按其重量比在济南涌泉新型建材有限公司的干混砂浆生产线上经混合搅拌均匀，制成标号为DSM20的干混地坪砂浆。
测定砂浆的各项性能见表1。
实施例4：
一种干混砌筑砂浆，砂浆的重量配比为：水泥：粗砂：中砂：细砂：粉煤灰：矿渣粉：凝灰岩微粉：钢渣微粉：纤维素醚=8：30：10：10：3：7：2：8：0.03，纤维素醚2%的水溶液在20℃粘度为120000厘泊。水泥为山东山水水泥集团生产的32.5#普通硅酸盐水泥，粉煤灰为济南黄台电厂排放的二级灰。上述物料按其重量比在济南涌泉新型建材有限公司的干混砂浆生产线上经混合搅拌均匀，制成标号为DMM15的干混砌筑砂浆。
测定砂浆的各项性能见表1。
实施例5：
一种干混地坪砂浆，砂浆的重量配比为：水泥：粗砂：中砂：细砂：矿渣粉：凝灰岩微粉：纤维素醚=25：40：20：20：5：5：0.03，纤维素醚2%的水溶液在20℃粘度为130000厘泊。水泥为山东山水水泥集团生产的32.5#普通硅酸盐水泥，粉煤灰为济南黄台电厂排放的二级灰，矿渣粉为济南涌泉新型建材有限公司生产。上述物料按其重量比在济南涌泉新型建材有限公司的干混砂浆生产线上经混合搅拌均匀，制成标号为DSM20的干混地坪砂浆。
测定砂浆的各项性能见表1。
实施例6：
一种干混地坪砂浆，砂浆的重量配比为：水泥：粗砂：中砂：细砂：粉煤灰：矿渣粉：凝灰岩微粉：钢渣微粉：纤维素醚：可再分散乳胶粉=20：20：25：20：4：3：4：4：0.03：3，纤维素醚2%的水溶液在20℃粘度为110000厘泊。水泥为山东山水水泥集团生产的32.5#普通硅酸盐水泥，粉煤灰为济南黄台电厂排放的二级灰，矿渣粉为济南涌泉新型建材有限公司生产。上述物料按其重量比在济南涌泉新型建材有限公司的干混砂浆生产线上经混合搅拌均匀，制成干混地坪砂浆。
测定砂浆的各项性能见表1。
表1     实施例1-6制备的砂浆性能对比表
Figure 57533DEST_PATH_IMAGE001
蒸压条件为：达到相应龄期后用压力为2.0MPa的水蒸气，蒸压6小时后测其强度。
分析实施例1～6利用铁合金炉渣人工砂作为原料制备的干混砌筑砂浆、干混抹灰砂浆和干混地坪砂浆各项性能优越，特别是在高温高压蒸养条件下其7天、28天抗压强度更加优越。各实施实例制备的普通干混砂浆其各项性能指标都超过了普通干混砂浆行业标准的要求。实施例6相对于实施例3来说，只是多添加了3份可再分散胶粉，但凝结时间缩短了0.67个小时，保水率增加一个百分点，抗压强度和蒸压强度都有很大提高，说明可再分散乳胶粉在此体系中使用，可以达到更好的效果。
可再分散乳胶粉分散后成膜作为第二种胶粘剂发挥增强作用，保护胶体被砂浆体系吸收，成膜后不会被水破坏掉，成膜的聚合物树脂作为增强材料分布与整个砂浆体系中，从而增加了砂浆的内聚力，提高施工性能，改善流动性能，增加触变与抗垂性，改进内聚力；延长开放时间，增强保水性。可再分散乳胶粉在砂浆固化后的作用：提高拉伸强度，增加抗弯折强度，减小弹性模量，提高可变形性，增加材料密实度，增加耐磨强度，提高内聚强度，降低碳化深度，减少材料吸水性。

Claims (9)

1.一种干混砂浆，其特征在于包括以下组分：
硅酸盐水泥，铁合金炉渣人工砂，粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物，矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物，纤维素醚；所述铁合金炉渣人工砂为将铁合金炉渣制成粒径为0.1～5mm的砂粒，砂粒经过碱性改性液改性，干燥制成的人工砂，按照粒径范围5~2.5mm、2.49~1mm、0.99~0.1mm分为粗砂、中砂、细砂，矿渣微粉、凝灰岩微粉和钢渣微粉的比表面积均为400~500 m2/ kg，
各组分所占的重量份为：
硅酸盐水泥8～25份，粗砂0～40份，中砂10～40份，细砂10～40份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物5～10份，矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物5～10份，纤维素醚0.03份。
2.根据权利要求1所述的干混砂浆，其特征在于各组分的重量份如下：
硅酸盐水泥8～12份，粗砂20～30份，中砂10～20份，细砂25～35份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物 5～10份，
矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物 5～10份，纤维素醚0.03份。
3.根据权利要求1所述的干混砂浆，其特征在于各组分的重量份如下：
硅酸盐水泥10～17份，中砂30～40份，细砂35～40份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物5～10份，
矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物5～10份，纤维素醚0.03份。
4.根据权利要求1所述的干混砂浆，其特征在于各组分的重量份如下：
硅酸盐水泥12～25份，粗砂20～40份，中砂20～35份，细砂20～30份，
粉煤灰或凝灰岩微粉或两者的混合物5～10份，
矿渣微粉或钢渣微粉或两者的混合物5～10份，纤维素醚0.03份。
5.根据权利要求1所述的干混砂浆，其特征在于所述纤维素醚的2%水溶液在20℃粘度为100000~150000厘泊。
6.根据权利要求2或3或4所述的干混砂浆，其特征在于还包括3重量份的可再分散乳胶粉。
7.根据权利要求1所述的干混砂浆，其特征在于所述碱性改性液浓度为0.05~0.2wt%，其中溶质为Ca(OH)2和NaOH，两者的重量比为5~15：2~5，溶剂为水。
8.根据权利要求7所述的干混砂浆，其特征在于所述碱性改性液还包括0.02wt%的硅酸钠。
9.根据权利要求1或7所述的干混砂浆，其特征在于所述铁合金炉渣人工砂与碱性改性液的重量比为1:1。
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