CN109851291B - 一种干混砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种干混砂浆，所述干混砂浆包括基本组分和增效添加剂；其特征在于，所述基本组分包括水泥、煤灰、砂；所述增效添加剂在干混砂浆中的重量含量为2‑20％；所述增效添加剂包括第一组分、第二组分和第三组分；所述第一组分为单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙，所述第二组分选自甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚中的一种或多种，所述第三组分选自N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

Description

一种干混砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑行业，尤其涉及一种干混砂浆及其制备方法。

背景技术

干混砂浆，是建材领域新兴的干混材料之一，是以水泥为主要胶结料与干燥筛分处理的细集料、矿物掺合料、加强材料和外加剂按一定比例混合而成的混合物。

干混砂浆是从上世纪五十年代的欧洲建筑市场发展壮大起来的，如今在德国、奥地利、芬兰等国家将干混砂浆作为主要的砂浆材料。我国自上世纪九十年代至今，干混砂浆发展已成燎原之势，随着工程质量、环保要求及文明施工要求的不断提高，施工现场拌制砂浆的缺点及局限性越来越突出，而干混砂浆因在技术性能、社会效益等方面的优势得到越来约多人的青睐。

干混砂浆在应用时，只需将干混砂浆以袋装或罐车散装的方式运至工地，加水拌和后即可直接使用，不仅省时、省力，而且能大大降低施工现场的粉尘、噪音污染。

干混砂浆在实际应用时会出现由于高温干燥造成的过早失水现象，过早失去水分，将使水泥丧失或部分丧失胶凝材料的性能，使砂浆疏松、粉化、失去应有的粘接强度和抗压强度并因干缩造成开裂和渗漏。

CN103449754A中公开了一种砂浆保水剂，成分包括丝光沸石粉、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、无水柠檬酸、无水硫酸钠、聚乙烯醇、活性二氧化硅、氢氧化铝、硅灰、羟丙基甲基纤维素醚、瓜尔豆胶、钠基膨润土、淀粉醚和木质纤维素，其关注了砂浆的稠度以及稠度损失，但是，其保水剂的成分复杂，并且，2小时稠度损失率较多。CN103936328A中公开了一种砂浆保水增稠剂，包括沸石粉、聚氧化乙烯、纤维素、引气剂、减水剂，其公开了砂浆的粘结抗拉强度以及保水率的效果，但是没有关注稠度损失率的问题。CN108516753A公开了一种含有纤维素醚、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠和萘磺酸钠添加剂的干混砂浆，其得到的砂浆具有极低的收缩率，达到十分突出的抗裂性能。

申请人在对干混砂浆进行研究时，发现添加剂会影响砂浆的稠度、拉伸粘结强度，通过对干混砂浆的添加剂的优化、调整和改进，获得了一种可以提高干混砂浆的稠度和拉伸粘结强度的增效添加剂，由此获得的干混砂浆的稠度以及拉伸粘结强度俱佳。

发明内容

本发明提供了一种稠度和拉伸粘结强度改善的干混砂浆。

本发明的干混砂浆包括基本组分和增效添加剂，其中，基本组分包括水泥、煤灰、砂，砂包括细砂、中砂和粗砂。

在一个实施方式中，所述基本组分中水泥、煤灰、砂的重量含量分别为10-30％、5-15％、60-80％，优选的，水泥、煤灰、砂的重量含量分别为20％、10％、70％。

进一步的，所述增效添加剂包括第一组分、第二组分和第三组分；所述第一组分包括单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙，所述第二组分选自甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚中的一种或多种，所述第三组分选自N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

进一步的，所述增效添加剂在干混砂浆中的重量含量为2-20％，优选的，重量含量为2-10％，更优选5％。

在优选的实施方案中，所述第二组分为羟乙基甲基纤维素醚，所述第三组分为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。

所述第一组分中单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙的质量比例为1:1-2，优选1:1。

进一步的，所述增效添加剂中第一组分的重量含量为30-50％、第二组分的重量含量为30-50％、第三组分的重量含量为10％-30％；优选的，所述增效添加剂中第一组分的重量含量为40％、第二组分的重量含量为40％、第三组分的重量含量为20％。

另一方面，本发明还提供了增效添加剂在提高干混砂浆稠度和拉伸粘结强度中的应用，所述增效添加剂包括第一组分、第二组分和第三组分；所述第一组分为单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙，所述第二组分选自甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚中的一种或多种，所述第三组分选自N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。所述增效添加剂还可以降低干混砂浆的稠度损失率。

另一方面，本发明还提供了一种制备干混砂浆的方法，所述方法包括将各原料按配比进行混合的步骤，所述制备干混砂浆的方法包括本领域常规的制备干混砂浆的方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本申请通过在干混砂浆中加入增效添加剂，可以明显提高干混砂浆的稠度和拉伸粘结强度，还可以降低长时间干混砂浆的稠度损失率。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例详细描述本发明提供的技术方案。

本申请中涉及的干混砂浆以及各添加剂都属于本领域公知的定义，可以通过市售方式得到。本申请中干混砂浆的制备方法，可采用本领域常规的制备方法，包括原料预处理、配料称重、高效混匀等步骤。

本实施方式中干混砂浆的基本组分包括水泥200份、煤灰100份、细砂200份、中砂300份、粗砂200份，其中细砂的粒径尺寸小于0.63mm，中砂的粒径尺寸为0.63-2.36mm，粗砂的粒径尺寸大于2.36mm。在其他的实施方式中，干混砂浆的基本组分还可以包括其他常用的成分，比如：石粉。

对于干混砂浆稠度的测试采用本领域公知的方式，具体可采用以下方式：(1)砂浆稠度仪，由试锥，容器和支座三部分组成。试锥由钢材或铜材制成，试锥高度为145mm、锥底直径为75mm、试锥连同滑杆的重量应为300g；盛砂浆容器由钢板制成，筒高为180mm，锥底内径为150mm；支座分底座、支架及稠度显示三个部分，由铸铁、钢及其他金属制成。(2)稠度试验步骤盛浆容器和试锥表面用湿布擦干净，并用少量润滑油轻擦滑杆，后将滑杆上多余的油用吸油纸擦净，使滑杆能自由滑动。将砂浆拌合物一次装入容器，使砂浆表面低于容器口约10mm左右，用捣棒自容器中心向边缘插捣25次，然后轻轻地将容器摇动或敲击5～6下，使砂浆表面平整，随后将容器置于稠度测定仪的底座上。(3)拧开试锥滑杆的制动螺丝，向下移动滑杆，当试锥尖端与砂浆表面刚接触时，拧紧制动螺丝，使齿条侧杆下端刚接触滑杆上端，并将指针对准零点上。拧开制动螺丝，同时计时间，待10s立即固定螺丝，将齿条测杆下端接触滑杆上端，从刻度盘上读出下沉深度(精确至1mm)即为砂浆的稠度值。圆锥形容器内的砂浆，只允许测定一次稠度，重复测定时，应重新取样测定之。(4)结果处理，取两次试验结果的算术平均值，计算值精确至1mm。两次试验值之差如大于20mm，则应另取砂浆搅拌后重新测定。

干混砂浆的拉伸粘结强度采用本领域常规的方式进行测定；在本申请中拉伸粘结强度采用如下方式进行测定：

一、试验条件：温度23℃±2℃，相对湿度应为45％～75％。

二、试验仪器：

1、拉力试验机

a、最大试验力：20000N

b、示值准确度：±1％

c、最小分辨率：0.02％

d、拉伸速度：5mm/min－500mm/min

e、拉伸长度：800mm

2、拉伸专用夹具

3、成型框：外框尺寸：70mm*70mm，内框尺寸：40mm*40mm，厚度6mm。材料为金属。

4、钢制垫板：外框尺寸：70mm*70mm，内框尺寸：43mm*43mm，厚度3mm。材料为金属。

三、干混砂浆料浆的制备

1、待检样品应在试验条件下放置24h以上。

2、称取不少于10KG的待检样品，按产品制造商提供比例进行水的称量，若给出一个值域范围，则采用平均值。

3、待检样品放入砂浆搅拌机中，启动搅拌机，徐徐加入规定量的水，搅拌3min-5min。搅拌好的料应在2h内用完。

四、拉伸粘结强度试验

1、拉伸粘结强度试验

将试件在标准试验条件下养护13d，在试件表面以及夹具表面涂上高强度环氧树脂粘合剂，然后将上夹具对正位置放在粘合剂上，并确保上夹具不歪斜，除去周围溢出的粘合剂，继续养护24h。

2、将钢制垫板套入基底水泥砂浆试块上，将拉伸夹具安装到试验机上，夹具与试验机的连接宜采用球铰活动连接，以5mm/min±1mm/min速度加荷至试件破坏时的载值。若破坏型式为拉伸夹具与粘合剂与粘合剂破坏，则试验结果无效。

3试验结果

试样拉伸黏结强度按下列公式计算，精确至0.01MPa。

f_at＝F/A_z

式中f_at——试样拉伸黏结强度(MPa)

F——试样破坏荷载值(N)

A_z——粘结面积(mm²)

实施例1干混砂浆的制备以及性能测试

为了提高干混砂浆的性能指标，发明人中对增效添加剂进行了优化、调整，本申请中涉及的增效添加剂的配方如下。

实验组1：单硬脂酸甘油酯25％、木质素磺酸钙25％、甲基纤维素醚50％

实验组2：单硬脂酸甘油酯25％、木质素磺酸钙25％、羟丙基甲基纤维素醚50％

实验组3：单硬脂酸甘油酯25％、木质素磺酸钙25％、羟乙基甲基纤维素醚50％

实验组4：单硬脂酸甘油酯20％、木质素磺酸钙25％、羟乙基甲基纤维素醚45％、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺10％

实验组5：单硬脂酸甘油酯20％、木质素磺酸钙25％、羟乙基甲基纤维素醚45％、聚乙烯醇10％

实验组6：单硬脂酸甘油酯20％、木质素磺酸钙25％、羟乙基甲基纤维素醚45％、聚丙烯酰胺10％

实验组7：单硬脂酸甘油酯20％、木质素磺酸钙20％、羟乙基甲基纤维素醚40％、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺20％

实验组8：单硬脂酸甘油酯20％、木质素磺酸钙20％、羟乙基甲基纤维素醚30％、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺30％

实验组1-8增效添加剂各成分的比例均为质量比。

将实验组1-8的增效添加剂，按照5％(重量比)的添加量添加到本申请的干混砂浆的基本组分中，得到干混砂浆。制备得到的干混砂浆中增效添加剂的质量含量为5％。

对添加不同增效添加剂的干混砂浆进行稠度以及拉伸粘结强度进行测试，结果如下：

由上述结果可知，实验组1-3中添加单硬脂酸甘油酯、木质素磺酸钙以及甲基纤维素醚/羟丙基甲基纤维素醚/羟乙基甲基纤维素醚，得到的干混砂浆的稠度尚可，其中，以实验组3的稠度最优，但是，2小时和8小时的稠度损失率较大，再者，干混砂浆的拉伸粘结强度不高。

实验组4-6，随着N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺的加入，干混砂浆稠度损失率得到了显著的改进。同时，干混砂浆的拉伸粘结强度发生了不同程度的变化，其中，实验组5聚乙烯醇的加入对于拉伸粘结强度基本没有改善，反倒起到了副作用。N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和聚丙烯酰胺(实验组4和6)的加入改善了干混砂浆的拉伸粘结强度；N,N’-亚甲基双丙烯酰胺对于干混砂浆的拉伸粘结强度有最大的提高，尤其是实验组7(单硬脂酸甘油酯20％、木质素磺酸钙20％、羟乙基甲基纤维素醚40％、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺20％)，干混砂浆具有最优的稠度和拉伸粘结强度。

上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种干混砂浆，所述干混砂浆包括基本组分和增效添加剂；其特征在于，所述基本组分包括水泥、煤灰、砂；所述增效添加剂在干混砂浆中的重量含量为5%；

所述增效添加剂包括第一组分、第二组分和第三组分；所述第一组分由单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙组成，所述第二组分为羟乙基甲基纤维素醚，所述第三组分为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；

所述第一组分中单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙的质量比例为1:1；

所述增效添加剂中第一组分的重量含量为40%、第二组分的重量含量为40%、第三组分的重量含量为20%。

2.增效添加剂在提高干混砂浆稠度和拉伸粘结强度中的应用，其特征在于，所述增效添加剂包括第一组分、第二组分和第三组分；所述第一组分由单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙组成，所述第二组分为羟乙基甲基纤维素醚，所述第三组分为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；

所述第一组分中单硬脂酸甘油酯和木质素磺酸钙的质量比例为1:1；

所述增效添加剂中第一组分的重量含量为40%、第二组分的重量含量为40%、第三组分的重量含量为20%。

3.一种制备权利要求1所述干混砂浆的方法，其特征在于，所述方法包括将各原料按配比进行混合的步骤。