CN108455924B - 细石微膨胀自流平材料和细石微膨胀自流平砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种细石微膨胀自流平材料和细石微膨胀自流平砂浆，属于建筑材料技术领域，细石微膨胀自流平材料由包括以重量份数计的硅酸盐水泥490‑500份、粉煤灰100‑110份、石英砂630‑640份、细石915‑925份、膨胀剂73‑74份、自流平保水剂12‑13份的原料混合而成，细石微膨胀自流平砂浆由包括上述细石微膨胀自流平材料和水混合而成，自流平保水剂包括式I聚合物，式I聚合物的结构通式为

Description

细石微膨胀自流平材料和细石微膨胀自流平砂浆
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，更具体的说，它涉及一种细石微膨胀自流平材料和细石微膨胀自流平砂浆。
背景技术
随着社会经济的发展和使用者要求的不断提高，传统的水泥砂浆地面难以规避的质量通病，故其难以适用性也不断地凸显。在这一大背景下，人们不断地探求一种更便捷、施工质量更易于掌控的材料，地面自流平材料应运而生。
地面自流平材料(英文名称为Self-leveling materials of floor，简称SL)是一种以无机或有机胶凝材料为基料，掺入适宜的外加剂进行改良，与细砂等混合而成的新型地面材料。这种材料经拌合后可不经摊铺抹平，依靠自身重力作用流动形成的精找平地面。自流平材料按主要基材不同分为无机类和有机类。无机类自流平材料系指水泥基和石膏基自流平材料，有机类自流平材料系指聚氨酯和环氧树脂自流平材料。自流平材料虽种类繁多，但由于石膏类因其自材料特性所限及无机类材料价格较高等因素，致使石膏类及无机类自流平材料受到一定的使用限制。水泥基类自流平材料因其施工简便、质量易于控制等诸多优点受到欢迎，并得到广泛的应用。
水泥基自流平砂浆技术已在欧美等发达国家广泛应用，但是我国关于此类研究起步较晚，目前与国外发达国家相比差距较大，主要存在早期强度低和收缩大等问题。为解决上述问题，国内厂家主要采用以铝酸盐水泥为主，辅以硅酸盐水泥和石膏的胶凝体系。由于铝酸盐水泥价格昂贵，配制的自流平砂浆成本高，使得建筑工程中大面积使用成本造价较高，用户难以接受。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细石微膨胀自流平材料，其采用以硅酸盐水泥为主的胶凝体系，不仅降低了使用成本，而且增强细石微膨胀自流平砂浆的早期强度以及减小细石微膨胀自流平砂浆的收缩。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：细石微膨胀自流平材料，由包括以重量份数计的硅酸盐水泥490-500份、粉煤灰100-110份、石英砂630-640份、细石915-925份、膨胀剂73-74份、自流平保水剂12-13份的原料混合而成；所述自流平保水剂包括式I聚合物，所述式I聚合物的结构通式为，
Figure GDA0002515663320000021
其中，a:b:c为3-4:1-2:5-10，所述式I聚合物的平均分子量为200万-300万。
较优选地，所述膨胀剂是由包括以重量份数计的生石膏30-35份、偏高岭土40-45份、二水石膏粉100-105份、氟石粉4-6份、式II共聚物1-10份的原料混合而成，所述式II共聚物的结构通式为
Figure GDA0002515663320000022
其中，d、e、f为所述式II共聚物重复单元的链节数，d:e:f为1-2:5-10:1-2，所述式II共聚物的平均分子量为20万-100万。
较优选地，所述硅酸盐水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。
较优选地，所述石英砂是由40-80目的石英砂和80-120目的石英砂组成，40-80目的石英砂和80-120目的石英砂的重量比为1:1～1.4。
较优选地，所述细石的粒径为5-12mm。
较优选地，所述粉煤灰为F类II级粉煤灰。
本发明还提供一种细石微膨胀自流平材料，其采用以硅酸盐水泥为主的胶凝体系，不仅降低了使用成本，而且早期强度得到增强以及收缩性得到减小。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
细石微膨胀自流平砂浆，由包括以重量份数计的水170-175份、硅酸盐水泥490-500份、粉煤灰100-110份、石英砂630-640份、细石915-925份、膨胀剂73-74份、自流平保水剂12-13份的原料混合而成；所述自流平保水剂包括式I聚合物，所述式I聚合物的结构通式为
Figure GDA0002515663320000023
其中，a:b:c为3-4:1-2:5-10，所述式I聚合物的平均分子量为200万-300万。
较优选地，所述膨胀剂是由包括以重量份数计的生石膏30-35份、偏高岭土40-45份、二水石膏粉100-105份、氟石粉4-6份、式II共聚物1-10份的原料混合而成，所述式II共聚物的结构通式为
Figure GDA0002515663320000031
其中，d、e、f为所述式II共聚物重复单元的链节数，d:e:f为1-2:5-10:1-2，所述式II共聚物的平均分子量为20万-100万。
较优选地，所述石英砂是由40-80目的石英砂和80-120目的石英砂组成，40-80目的石英砂和80-120目的石英砂的重量比为1:1～1.4；所述细石的平均粒径为5-12mm。
较优选地，所述硅酸盐水泥为P.O42.5硅酸盐水泥；所述粉煤灰为F类II级粉煤灰。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明提供的细石微膨胀自流平砂浆采用以硅酸盐水泥为主的胶凝体系，不仅降低了使用成本，而且早期强度得到增强以及收缩性得到减小。
第二、采用本发明制备的自流平保水剂可使得本发明提供的细石微膨胀自流平砂浆的早期强度得到增强和收缩率得到降低，而烯丙基羟乙基醚单体、1,4-丁烯二醇单体和二乙二醇单乙烯基醚单体对于提升自流平保水剂的性能发挥着协同作用。
第三、相比于现有技术的膨胀剂而言，采用本发明制得的膨胀剂可进一步增强本发明提供的细石微膨胀自流平砂浆的早期强度、降低本发明提供的细石微膨胀自流平砂浆的收缩率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
实施例1
制备自流平保水剂：将3.06Kg烯丙基羟乙基醚单体、0.88Kg的1,4-丁烯二醇单体、13.21Kg二乙二醇单乙烯基醚单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为105℃条件下反应5小时，提纯干燥，得平均分子量为200万的式I共聚物。
制备膨胀剂：将1.76Kg的2，3，4，5，6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯单体、8.81Kg的1,4-丁烯二醇单体、1.74Kg的3，4，5-三羟基-1-环己烯-1-甲酸单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为110℃条件下反应3小时，提纯干燥，得平均分子量为20万的式II共聚物。将包括30Kg生石膏、45Kg偏高岭土、100Kg二水石膏粉、4Kg氟石粉、10Kg式II共聚物的原料混合均匀，即得膨胀剂。
制备细石微膨胀自流平材料：将包括490Kg硅酸盐水泥、110Kg粉煤灰、630Kg石英砂、920Kg细石、74Kg膨胀剂、12Kg自流平保水剂的原料混合而成。
制备细石微膨胀自流平砂浆：将包括490Kg硅酸盐水泥、110Kg粉煤灰、630Kg石英砂、920Kg细石、74Kg膨胀剂、12Kg自流平保水剂和170Kg水的原料混合而成。
实施例2
制备自流平保水剂：将3.57Kg烯丙基羟乙基醚单体、1.32Kg的1,4-丁烯二醇单体、6.61Kg二乙二醇单乙烯基醚单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为105℃条件下反应5.5小时，提纯干燥，得平均分子量为250万的式I共聚物。
制备膨胀剂：将2.64Kg的2，3，4，5，6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯单体、4.41Kg的1,4-丁烯二醇单体、3.48Kg的3，4，5-三羟基-1-环己烯-1-甲酸单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为110℃条件下反应3.5小时，提纯干燥，得平均分子量为60万的式II共聚物。将包括32.5Kg生石膏、42.5Kg偏高岭土、105Kg二水石膏粉、6Kg氟石粉、1Kg式II共聚物的原料混合均匀，即得膨胀剂。
制备细石微膨胀自流平材料：将包括495Kg硅酸盐水泥、105Kg粉煤灰、635Kg石英砂、925Kg细石、73Kg膨胀剂、12.5Kg自流平保水剂的原料混合而成。
制备细石微膨胀自流平砂浆：将包括495Kg硅酸盐水泥、105Kg粉煤灰、635Kg石英砂、925Kg细石、73Kg膨胀剂、12.5Kg自流平保水剂和172.5Kg水的原料混合而成。
实施例3
制备自流平保水剂：将4.09Kg烯丙基羟乙基醚单体、1.76Kg的1,4-丁烯二醇单体、9.91Kg二乙二醇单乙烯基醚单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为105℃条件下反应6小时，提纯干燥，得平均分子量为300万的式I共聚物。
制备膨胀剂：将3.52Kg的2，3，4，5，6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯单体、6.61Kg的1,4-丁烯二醇单体、2.61Kg的3，4，5-三羟基-1-环己烯-1-甲酸单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为110℃条件下反应4小时，提纯干燥，得平均分子量为100万的式II共聚物。将包括35Kg生石膏、40Kg偏高岭土、102.5Kg二水石膏粉、5Kg氟石粉、5.5Kg式II共聚物的原料混合均匀，即得膨胀剂。
制备细石微膨胀自流平材料：将包括500Kg硅酸盐水泥、100Kg粉煤灰、640Kg石英砂、915Kg细石、73.5Kg膨胀剂、13Kg自流平保水剂的原料混合而成。
制备细石微膨胀自流平砂浆：将包括500Kg硅酸盐水泥、100Kg粉煤灰、640Kg石英砂、915Kg细石、73.5Kg膨胀剂、13Kg自流平保水剂和175Kg水的原料混合而成。
实施例4
制备自流平保水剂：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平材料：同实施例1，但是将膨胀剂替换为购自成都安泰建材有限公司的硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。
制备细石微膨胀自流平砂浆：同实施例1，但是将膨胀剂替换为购自成都安泰建材有限公司的硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。
对比例1
制备自流平保水剂：将0.88Kg的1,4-丁烯二醇单体、13.21Kg二乙二醇单乙烯基醚单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为105℃条件下反应5小时，提纯干燥，得自流平保水剂。
制备膨胀剂：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平材料：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平砂浆：同实施例1。
对比例2
制备自流平保水剂：将3.06Kg烯丙基羟乙基醚单体、13.21Kg二乙二醇单乙烯基醚单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为105℃条件下反应5小时，提纯干燥，得自流平保水剂。
制备膨胀剂：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平材料：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平砂浆：同实施例1。
对比例3
制备自流平保水剂：将3.06Kg烯丙基羟乙基醚单体、0.88Kg的1,4-丁烯二醇单体、1Kg甲醛和20Kg甲醇加入到反应釜中，加入0.1Kg过硫酸铵作为引发剂，在压力为0.5MPa、温度为105℃条件下反应5小时，提纯干燥，得自流平保水剂。
制备膨胀剂：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平材料：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平砂浆：同实施例1。
对比例4
制备膨胀剂：同实施例1。
制备细石微膨胀自流平材料：同实施例1相比未添加自流平保水剂。
制备细石微膨胀自流平砂浆：同实施例1相比未添加自流平保水剂。
对于实施例1-4和对比例1-4制得的细石微膨胀自流平砂浆，采用JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》标准规定测定流动度、流动度保持性、抗折和抗压强度、拉伸粘结强度和耐磨性，采用JC/T1004-2005《陶瓷墙地砖填缝剂》标准规定测定收缩性，测定结果见表1。
表1
Figure GDA0002515663320000061
从表1可以看出，采用本发明制备的自流平保水剂可使得本发明提供的细石微膨胀自流平砂浆的早期强度得到增强和收缩率得到降低，而烯丙基羟乙基醚单体、1,4-丁烯二醇单体和二乙二醇单乙烯基醚单体对于提升自流平保水剂的性能发挥着协同作用。相比于现有技术的膨胀剂而言，采用本发明制得的膨胀剂可进一步增强本发明提供的细石微膨胀自流平砂浆的早期强度、降低本发明提供的细石微膨胀自流平砂浆的收缩率。

Claims (10)

1.细石微膨胀自流平材料，其特征在于：由包括以重量份数计的硅酸盐水泥490-500份、粉煤灰100-110份、石英砂630-640份、细石915-925份、膨胀剂73-74份、自流平保水剂12-13份的原料混合而成；所述自流平保水剂包括式I聚合物，所述式I聚合物的结构通式为
Figure FDA0002515663310000011
其中，a:b:c为3-4:1-2:5-10，所述式I聚合物的平均分子量为200万-300万。
2.根据权利要求1所述的细石微膨胀自流平材料，其特征在于：所述膨胀剂是由包括以重量份数计的生石膏30-35份、偏高岭土40-45份、二水石膏粉100-105份、氟石粉4-6份、式II共聚物1-10份的原料混合而成，所述式II共聚物的结构通式为
Figure FDA0002515663310000012
其中，d、e、f为所述式II共聚物重复单元的链节数，d:e:f为1-2:5-10:1-2，所述式II共聚物的平均分子量为20万-100万。
3.根据权利要求1所述的细石微膨胀自流平材料，其特征在于：所述硅酸盐水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的细石微膨胀自流平材料，其特征在于：所述石英砂是由40-80目的石英砂和80-120目的石英砂组成，40-80目的石英砂和80-120目的石英砂的重量比为1:1～1.4。
5.根据权利要求1所述的细石微膨胀自流平材料，其特征在于：所述细石的平均粒径为5-12mm。
6.根据权利要求1所述的细石微膨胀自流平材料，其特征在于：所述粉煤灰为F类II级粉煤灰。
7.细石微膨胀自流平砂浆，其特征在于：由包括以重量份数计的水170-175份、硅酸盐水泥490-500份、粉煤灰100-110份、石英砂630-640份、细石915-925份、膨胀剂73-74份、自流平保水剂12-13份的原料混合而成；所述自流平保水剂包括式I聚合物，所述式I聚合物的结构通式为
Figure FDA0002515663310000013
其中，a:b:c为3-4:1-2:5-10，所述式I聚合物的平均分子量为200万-300万。
8.根据权利要求7所述的细石微膨胀自流平砂浆，其特征在于：所述膨胀剂是由包括以重量份数计的生石膏30-35份、偏高岭土40-45份、二水石膏粉100-105份、氟石粉4-6份、式II共聚物1-10份的原料混合而成，所述式II共聚物的结构通式为
Figure FDA0002515663310000021
其中，d、e、f为所述式II共聚物重复单元的链节数，d:e:f为1-2:5-10:1-2，所述式II共聚物的平均分子量为20万-100万。
9.根据权利要求7所述的细石微膨胀自流平砂浆，其特征在于：所述石英砂是由40-80目的石英砂和80-120目的石英砂组成，40-80目的石英砂和80-120目的石英砂的重量比为1:1～1.4；所述细石的粒径为5-12mm。
10.根据权利要求7所述的细石微膨胀自流平砂浆，其特征在于：所述硅酸盐水泥为P.O42.5硅酸盐水泥；所述粉煤灰为F类II级粉煤灰。
CN201810074965.3A 2018-01-25 2018-01-25 细石微膨胀自流平材料和细石微膨胀自流平砂浆 Active CN108455924B (zh)

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