CN110330298A - 水泥基燃煤炉渣轻质砂浆 - Google Patents

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Abstract

一种水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，该轻质砂浆包括硅酸盐水泥、无水石膏、燃煤炉渣、甲基纤维素醚、可再分散乳胶粉和纤维；其中，纤维为聚乙烯醇纤维或玄武岩短纤维。与现有技术相比，本发明的轻质抹灰砂浆具有良好的保温效果，粘结强度高，微膨胀且不开裂，与轻质墙体配套使用，能保证墙体及砂浆不空鼓、不开裂、不脱落。

Description

水泥基燃煤炉渣轻质砂浆
技术领域
本发明涉及轻质砂浆领域，具体涉及一种水泥基燃煤炉渣轻质 砂浆。
背景技术
日常的建筑工程中，常采用加气混凝土砌块、陶粒增强加气砌块， 烧结保温砌块和填充型复合保温砌块等也不断被研究出来并推向市 场。目前，与保温砌块(包括烧结保温砌块和填充型复合保温砌块) 配套的建筑抹灰砂浆逐渐成为研究开发的热点，但是对具有保温、隔 热功能的配套砂浆研究较少，仍旧采用高导热系数的砂浆对保温墙体 进行砌筑和抹灰，导致墙体热功能性能显著降低。加气混凝土砌块的 比重大约600-800kg/m3，导热系数为0.14-0.20w/(m·k25℃)，普通抹 灰砂浆的比重1700-1800kg/m3，导热系数0.93w/(m·k25℃)，保温砌 块与普通砂浆的比重和导热系数不配套。这种普通抹灰砂浆的弹性模 量明显大于加气混凝土砌块的弹性模量，造成抹灰界面产生较大的变 形应力，使其开裂。同时，这种普通砂浆的导热系数也较高，会产生 “热桥”效应引起收缩形变，使界面破坏而产生空鼓、开裂和脱落。 再加上现有普通抹灰砂浆的和易性差，许多工人难以提浆收光，只能 撒上水泥粉进行表面分光，致使得砂浆表面开裂，无法起到保护建筑 物和墙体的作用。而且开裂、脱落对施工人员和业主的人身安全也会 造成一定威胁，抹灰砂浆越厚，这种威胁也就越大。
燃煤炉渣是煤在高温熔融状态下经过水淬处理，运到生产或使用 单位，经过烘干，由于炉膛的燃烧和造渣作用，再经机械加工产生的， 一般颗粒大小在0-2mm不等，与沙砾石大小相似。燃煤炉渣经磨细 处理后作为混凝土的掺合料没有现行的产品和应用标准，按照国家发 改委等13年发布的《粉煤灰综合利用管理办法》的规定，其属于粉 煤灰范畴。因此，可以用现行的GB/1596-2005(用水泥和混凝土的 粉煤灰)标准判定其品质指标。燃煤炉渣的颗粒形貌、矿物成分、微 量元素、放射性及部分化学成分的检测数据由具有相应项目检测资质 的相关单位提供，实际上炉渣的化学成分为：SiO2为40％-50％，Al2O3为30％-35％，Fe2O3为4％-20％，CaO为1％-5％，其矿物组成有钙长 石、石英、莫来石、磁铁矿、黄铁矿、大量的含硅玻璃体(Al2O3·2SiO2)、 活性SiO2、活性Al2O3等。因此，就其成分和矿物组成而言，炉渣并 不是完全无用的废弃物，且该类废渣在我国分布很广，如何进行炉渣 开发、变废为宝、实现炉渣的回收利用，成为一个新的有用的课题。
目前，燃煤炉渣经回收、烘干、粉碎成0-2mm左右的颗粒，也 是一种很好的、轻质、保温的骨料，与轻质墙体配套使用，能防止墙 体及保护砂浆空鼓、开裂、脱落。例如，现有技术CN106186929A公 开一种以燃煤炉渣为骨料的墙体砌筑保温砂浆，该砂浆由以下份数的原料制成：硅酸盐水泥200～500份，炉渣500～1000份，可再分散 乳胶粉6～12份，纤维素醚3～6份，增强纤维1-2份。但是该发明 的墙体砌筑保温砂浆易膨胀开裂，且难成型，特别是在负温情况更难 成型。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术存在的上述 问题，提供一种保温、粘结强度高的微膨胀、不开裂的水泥基燃煤 炉渣轻质抹灰砂浆。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种水泥基燃煤炉 渣轻质砂浆，该轻质砂浆包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、无水石 膏、燃煤炉渣、甲基纤维素醚、可再分散乳胶粉和纤维；其中，纤 维为聚乙烯醇纤维或玄武岩短纤维。
在本发明中，以燃煤炉渣作为主要轻质骨料。
在本发明中，硅酸盐水泥作为胶凝材料基体材料，硫铝酸盐水 泥作早强剂。
在本发明中，无水石膏作为膨胀调节剂，为了解决低收缩问 题。
在本发明中，可再分散乳胶粉用来提高粘结强度和内聚力。
在本发明中，甲基纤维素醚提高砂浆保水性。
在本发明中，玄武岩纤维或聚乙烯醇纤维保证砂浆不开裂。
进一步，该轻质砂浆含有以下重量份的原料：硅酸盐水泥 499-500.9重量份，硫铝酸盐水泥50-100重量份，无水石膏 31.99-32.01重量份，燃煤炉渣1134-1300重量份，甲基纤维素醚 0.6-1.0重量份，可再分散乳胶粉0.6-1.0重量份，聚乙烯醇纤维 0.6-1.0重量份或玄武岩短纤维0.6-1.0重量份。
进一步，所述硅酸盐水泥选自42.5普通硅酸盐水泥、32.5普通 硅酸盐水泥和52.5普通硅酸盐水泥中的至少一种。
进一步，所述无水石膏选自二水石膏去掉两水分子得到的无水 石膏。
进一步，所述燃煤炉渣为锅炉排放的干燥炉渣，含水量＜ 0.5％。
进一步，所述可再分散乳胶粉选自乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、 醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸共聚物，可提高砂浆的柔韧 性。
进一步，所述聚乙烯醇纤维的直径为14-26μm，长度为6-12 mm。
进一步，所述玄武岩短纤维的直径为5-10μm，长度为 3-5mm。
优选情况下，一种水泥基燃煤炉渣轻质砂浆的制备方法，是将 上述原料直接按比例混合，即得。
在本发明中，水泥基燃煤炉渣轻质砂浆的施工方法是采用薄抹 灰施工方法施工。
与现有技术相比，本发明的轻质抹灰砂浆具有良好的保温效果， 粘结强度高的微膨胀且不开裂，与轻质墙体配套使用，能保证墙体 及砂浆不空鼓、不开裂、不脱落。
具体实施方式
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆力学性能(包括抗折强度、抗压强 度、软化系数、表观密度)参考如下方法测得：
抗折强度测试
式中，R-抗折强度(MPa)
F-破坏荷载(N)
L-夹具支点距离(1600mm)
b-砂浆试件的宽(40mm)
h-砂浆试件的高(40mm)
砂浆的抗压强度按下式计算：
式中，RC-抗压强度(MPa)
F-破坏荷载(N)
A-试件承压面积(1600mm2)
软化系数测定：
式中，δ-试件的软化系数
σ干强度-试件的干压缩强度
σ湿强度-试件的湿压缩强度
砂浆搅拌物的表观密度按下式计算：
式中，ρ-砂浆拌合物的表观密度(kg/m3)
m1-容量筒质量(kg)
m2-容量筒及试样质量(kg)
V-容量筒容积(L)
取两次实验结果的算术平均值作为测定值，精确至kg/m3。
砂浆的凝结时间可按如下方法确定：
1.凝结时间的确定克采用图示法或内插法，有争议时应以图示 法为准。从加水搅拌开始计时，分别记录时间和相应的贯入阻力值， 根据试验所得各阶段的贯入阻力值与时间关系绘图，由图求出贯入 阻力值达到0.5MPa的所需时间t1(min)，此时的t1值即为砂浆的初 凝时间测定值。由图求出贯入阻力值达到5MPa的所需时间t2(min)， 此时的t2值即为砂浆的终凝时间测定值。
2.测定砂浆凝结时间时，应在同盘内取两个试样，以两个试验 结果的算术平均值作为该砂浆的凝结时间测定值，两次试验结果误 差不应大于30min，否则应重新测定。
在没有特别说明的情况下，所用原料均采用市售产品。
实施例1
水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆包括以下重量份的原料：42.5普 通硅酸盐水泥500克，硫铝酸盐水泥80克，锅炉排放的干燥炉渣(含 水量＜0.5％)1200克，甲基纤维素醚0.8克，可再分散乳胶粉(乙 烯/醋酸乙烯酯的共聚物)0.8克，直径为15μm、长度为10mm聚乙 烯醇纤维0.8克。
水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆的制备方法是将上述原料直接按 比例混合，即得。
实施例2
按照实施例1的制备方法制备水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆， 不同的是，水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆包括以下重量份的原料： 32.5普通硅酸盐水泥500克，硫铝酸盐水泥70克，无水石膏32克， 锅炉排放的干燥炉渣(含水量＜0.5％)1150克，甲基纤维素醚0.7克，可再分散乳胶粉(醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物)0.7克，直径为 10μm、长度为5mm玄武岩短纤维0.7克。
实施例3
按照实施例1的制备方法制备水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆， 不同的是，水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆包括以下重量份的原料： 52.5普通硅酸盐水泥500克，硫铝酸盐水泥90克，二水石膏去掉两 水分子得到的无水石膏32克，锅炉排放的干燥炉渣(含水量＜0.5％) 1250克，甲基纤维素醚0.9克，可再分散乳胶粉(丙烯酸共聚物)0.9 克，直径为20μm、长度为10mm聚乙烯醇纤维0.9克。
实施例4
按照实施例1的制备方法制备水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆， 不同的是，水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆包括以下重量份的原料： 硅酸盐水泥500.9克，硫铝酸盐水泥50克，二水石膏去掉两水分子 得到的无水石膏31.99克，锅炉排放的干燥炉渣(含水量＜0.5％)1134克，甲基纤维素醚0.6克，可再分散乳胶粉(乙烯/醋酸乙烯酯 的共聚物)0.6克，直径为5μm、长度为5mm玄武岩短纤维0.6克。
实施例5
按照实施例1的制备方法制备水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆， 不同的是水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆包括以下重量份的原料： 42.5硅酸盐水泥499克，硫铝酸盐水泥100克，氟石膏32.01克，锅 炉排放的干燥炉渣(含水量＜0.5％)1300克，甲基纤维素醚1.0克，可再分散乳胶粉(乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物1.0克，直径为8μm、 长度为5mm玄武岩短纤维1.0克。
对比例1
按照实施例1的制备方法制备水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆， 不同的是水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆包括以下重量份的原料： 42.5普通硅酸盐水泥500克，锅炉排放的干燥炉渣(含水量＜0.5％) 1200克，甲基纤维素醚0.8克，可再分散乳胶粉(乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物)0.8克，直径为15μm、长度为10mm聚乙烯醇纤维0.8 克。
对比例2
按照实施例1的制备方法制备水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆， 不同的是水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆包括以下重量份的原料： 42.5普通硅酸盐水泥500克，无水石膏32克，锅炉排放的干燥炉渣 (含水量＜0.5％)1200克，甲基纤维素醚0.8克，可再分散乳胶粉 (乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物)0.8克，增强纤维0.8克。
应用例
砂浆的施工方法：按薄抹灰砂浆施工方法施工。
测试例
测定实施例1-5制得的水泥基燃煤炉渣轻质抹灰砂浆的初、终凝 时间，测试结果见表1。将实施例1-5制得的水泥基燃煤炉渣轻质抹 灰砂浆分别加水300克，然后搅拌成型，用三联模具浇注成形，4小 时后脱模，然后养护。试样尺寸40mm×40mm×160mm，6天后测试强度，每次成形3条，用上述公式(1)、(2)、(3)、(4)分别 计算相应的参数，其结果如表1所示。
表1
实施例编号 初凝时间 终凝时间 抗压强度 抗折强度 软化系数 表观密度
实施例1 200.2min 220.5min 13.2MPa 4.8MPa 0.80％ 10.0kg/m<sup>2</sup>
实施例2 198.2min 214.2min 13.2MPa 4.6MPa 0.80％ 9.8kg/m<sup>2</sup>
实施例3 172.3min 210.5min 13.6MPa 5.0MPa 0.81％ 10.2kg/m<sup>2</sup>
实施例4 178.0min 215.3min 13.9MPa 4.9MPa 0.82％ 10.5kg/m<sup>2</sup>
实施例5 175.0min 216.3min 13.5MPa 4.7MPa 0.80％ 10.3kg/m<sup>2</sup>
对比例1 302.8min 331.5min 8.9MPa 2.6MPa 0.53％ 6.1kg/m<sup>2</sup>
对比例2 285.1min 314.7min 10.1MPa 3.3MPa 0.64％ 7.5kg/m<sup>2</sup>
通过表1的结果可以看出，实施例1-5制得的水泥基燃煤炉渣轻 质抹灰砂浆的初凝终凝时间2h-4h之间，凝结时间合理，满足操作要 求，抗压强度大于13MPa，抗弯强度大于4.5MPa，弹性收缩性能好， 韧性好，粘结强度可达1MPa，不空鼓、不开裂，是良好的轻质抹灰砂浆。而对比例1-2初凝终凝时间略长，抗弯强度和弹性收缩性有待 提高，但能满足要求。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本 发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个 技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本 发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，该轻质砂浆包括硅酸盐水泥、无水石膏、燃煤炉渣、甲基纤维素醚、可再分散乳胶粉和纤维；其中，纤维为聚乙烯醇纤维或玄武岩短纤维。
2.根据权利要求1所述的水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，该轻质砂浆含有以下重量份的原料：硅酸盐水泥499-500.9重量份、硫铝酸盐水泥50-100重量份，无水石膏31.99-32.01重量份、燃煤炉渣1134-1300重量份、甲基纤维素醚0.6-1.00重量份、可再分散乳胶粉0.6-1.0重量份、聚乙烯醇纤维0.6-1.0重量份或玄武岩短纤维0.6-1.0重量份。
3.根据权利要求1或2所述的水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥选自42.5普通硅酸盐水泥、32.5普通硅酸盐水泥和52.5普通硅酸盐水泥中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，所述无水石膏选自二水石膏去掉两水分子得到的无水石膏。
5.根据权利要求1或2所述的水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，所述燃煤炉渣为锅炉排放的干燥炉渣，含水量＜0.5%。
6.根据权利要求1或2所述的水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，所述可再分散乳胶粉选自乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸共聚物。
7.根据权利要求1或2所述的水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，所述聚乙烯醇纤维的直径为14-26μm，长度为 6-12 mm。
8.根据权利要求1或2所述的水泥基燃煤炉渣轻质砂浆，其特征在于，所述玄武岩短纤维的直径为5-10μm，长度为3-5mm。
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