CN110642563A - 一种用于路面的干粉砂浆及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于路面的干粉砂浆及其制备工艺，涉及建筑材料的技术领域，按照重量百分比计，具体包括如下组分：水泥11～13%、矿粉6～8%、粉煤灰17～20.5%、黄砂26～33%、改性膨润土9～11%、石粉10～13%、稠化粉2.5～4%、防水剂1～2%、可再分散乳胶粉1～2.5%、膨胀珍珠岩1～2%以及添加剂1.5～3%，改性膨润土的制备方法为：1）20～30kg葡萄糖加入到300～400L水中，搅拌至葡萄糖完全溶解；2）然后继续加入100～120kg膨润土，不断搅拌，使膨润土均匀分散；3）调节pH至12～13，然后升高温度至80～120℃，搅拌4～6h，搅拌结束后离心，沉淀用水洗涤3～5次后干燥。本发明制备的砂浆铺设在路面上具有耐磨性好、路面使用寿命长、降低路面维护成本的效果。

Description

一种用于路面的干粉砂浆及其制备工艺

技术领域

本发明涉及建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种用于路面的干粉砂浆及其制备工艺。

背景技术

干粉砂浆是将水泥、砂、矿物掺合料和功能性添加剂按一定比例，在专业生产厂于干燥状态下均匀拌制，混合而成的一种颗粒状或粉末状态的混合物，然后以干粉包装或散装的形式运至工地，按规定加水拌合后即可直接使用的干粉砂浆材料。预混和预包装干粉砂浆代替现场拌制砂浆后，已越来越多的使用机械化施工，这种现代化施工体系可大大提高生产效率以及工程质量。

授权公告号为CN10183838129B的中国专利公开一种干粉砂浆，包括如下组分：水泥12～25％、粉煤灰3～4％、黄砂32～50％、水玻璃铸造旧砂32～50％、砂浆稠化粉2.7～3.4％、外加剂0～0.05％，该干粉砂浆解决现有干粉砂浆中黄砂使用量较大的问题。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：水玻璃铸造旧砂中含有失水高模数硅酸钠水玻璃、碳酸钠和碳酸氢钠，会对干粉砂浆的施工性能和力学性能造成不利影响，该干粉砂浆加水搅拌均匀后涂抹在路面上，会影响路面的耐磨性能，导致路面使用寿命降低，增加路面维护的成本。

发明内容

本发明的目的一是提供一种用于路面的干粉砂浆,该砂浆铺设在路面上具有耐磨性好、路面使用寿命长、降低路面维护成本的效果；本发明的目的二是提供一种用于路面的干粉砂浆的制备工艺。

本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种用于路面的干粉砂浆，按照重量百分比计，具体包括如下组分：水泥11～13％、矿粉6～8％、粉煤灰17～20.5％、黄砂26～33％、改性膨润土9～11％、石粉10～13％、稠化粉2.5～4％、防水剂1～2％、可再分散乳胶粉1～2.5％、膨胀珍珠岩1～2％以及添加剂1.5～3％，所述改性膨润土的制备方法为：1)20～30kg葡萄糖加入到300～400L水中，搅拌至葡萄糖完全溶解；2)然后继续加入100～120kg膨润土，不断搅拌，使膨润土均匀分散；3)调节pH至12～13，然后升高温度至80～120℃，搅拌4～6h，搅拌结束后离心，沉淀用水洗涤3～5次后干燥，干燥温度低于140℃，干燥后研磨成粉末即可得到改性膨润土。

通过采用上述技术方案，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在黄砂表面并填充它们之间的间隙，水泥浆在砂浆凝结硬化前起润滑作用，使得新拌砂浆具有适于施工的工作性，硬化后水泥使得砂浆具砂浆的成本，另外黄砂的加入能够提高砂浆的耐久性，减少水泥浆的发热、干缩等不良现象。加入粉煤灰、石粉能够改善新拌砂浆的和易性，提高新拌砂浆的密实性、抗渗性及耐化学腐蚀性等。矿粉作为工业废料，加入到砂浆中能够等量代替部分水泥，减低水泥的添加量，在不影响砂浆强度的前提下，降低砂浆的生产成本。

膨润土是一种层状无机硅酸盐，吸水后膨胀形成絮状物质，具有良好的悬浮性和分散性，与适量的水结合成胶状体，在水中能释放出带电微粒，增大体系粘度，提高砂浆与路面混凝土之间的粘结作用。改性膨润土是通过在膨润土层间吸附葡萄糖制得，膨润土吸附的葡萄糖大量的被稳固在膨润土层间，葡萄糖的多个羟基与游离水分子形成氢键，束缚住了大量砂浆中的游离水，从而大幅增长了新拌砂浆的保水性能，而具有保水性能的新拌砂浆具有优秀的力学性能，抗压强度、抗折强度、粘结拉伸强度等性能。另外由于葡萄糖分子与膨润土均含有羟基，羟基可与水泥水化产物中的大量羟基基团形成氢键，从而增进界面的致密性，加强界面粘着强度以及扩大纤维阻断增强的界面效应，阻止水泥基体中微裂缝的扩展和跨越裂缝承受拉应力的作用，因而使砂浆的抗拉、抗折强度以及断裂性能均有所提高。

水泥在凝结固化过程中，内部会产生许多空腔成为水泥基体的薄弱部位，加入可再分散乳胶粉，水泥凝结固化的同时，乳胶粉遇水立即分散为乳液，并聚集于富水区域，随着干燥过程的进行，乳液再次脱水，聚合物在空腔四周形成了一层连续的薄膜，加强了这些薄弱地位，又因为连续的有机物薄膜会分散应力，所以对砂浆能够起到增韧的作用，增强砂浆的抗折强度，降低砂浆的压折比。将膨胀珍珠岩和可再分散乳胶粉复合使用，目的是以膨胀珍珠粉细粉的优点弥补可再分散乳胶粉的一些不足，使两者结合发挥出比各自单独使用要更出色效果，一方面可以降低可再分散乳胶粉的使用量，另一方面可以将膨胀珍珠岩细粉这种工业废弃物再度资源化利用。

本发明的进一步设置为：所述防水剂为硬脂酸钙。

通过采用上述技术方案，硬脂酸钙成本低、表面憎水效果好。

本发明的进一步设置为：所述添加剂包括减水剂、保水剂、消泡剂以及引气剂。

通过采用上述技术方案，减水剂能够在保持砂浆工作性不变的情况下，显著降低砂浆的水灰比，使得硬化体的强度、抗渗性、耐久性能性能得到改善。保水剂能够避免砂浆离析和水分过早的损失，改善砂浆的和易性，便于砂浆施工。砂浆在加水搅拌过程中，搅拌砂浆，空气带入新拌砂浆中，空气被湿砂浆包裹形成气泡，砂浆中一些含有亲水基团的组分，可以降低液体的表面张力，也引起泡沫聚集，这样就导致砂浆中引入的大量的气泡停留在砂浆中，气泡增多增大，使得砂浆的孔隙率增大，降低了砂浆的自身强度。加入消泡剂，消泡剂缓慢进入液膜，降低液体的黏度，形成新的低表面黏度界面，使液膜失去弹性，加速液体的渗出过程，最终使液膜变薄而破裂。引气剂可在砂浆中引进定量的微细气泡，其主要作用是减少砂浆的泌水和离析现象，改善其工作性，并对提高砂浆的耐久性具有一定的作用，对水泥的凝结和硬化速度没有显著的影响。

本发明的进一步设置为：所述添加剂中减水剂、保水剂、消泡剂以及引气剂的质量比为6：5：4：5。

通过采用上述技术方案，该比例条件下，各种添加剂效果最好。

本发明的进一步设置为：所述减水剂为木质素磺酸盐类。

通过采用上述技术方案，木质素磺酸盐是一种阴离子表面活性剂，具有很强的分散能力，能够将固体均匀分散在水介质中，木质素磺酸盐含有多种活性基团，因而能够产生缩合作用或与其它化合物发生氢键作用。木质素磺酸盐加入到砂浆中，能够降低水的表面张力和界面张力，从而起到减水的作用。

本发明的进一步设置为：所述消泡剂为干粉消泡剂。

通过采用上述技术方案，干粉消泡剂属于有机硅烷类消泡剂，具有耐酸、耐碱、耐高温的特点。

本发明的进一步设置为：按照重量百分比计，具体包括如下组分：水泥11.8％、矿粉6.5％、粉煤灰19.3％、黄砂29.2％、改性膨润土10.4％、石粉12.5％、稠化粉3.1％、防水剂1.5％、可再分散乳胶粉2％、膨胀珍珠岩1.7％以及添加剂2％。

本发明的进一步设置为：所述黄砂的细度模数在3.0以上。

通过采用上述技术方案，细度模数在3.0以上的黄砂为粗砂，粗砂的耐磨系数大，从而能够提高砂浆的耐磨性能。

本发明的上述技术目的二是通过如下技术方案得以实现的：一种用于路

面的干粉砂浆的制备工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、首先将黄砂用烘干机干燥，干燥后含水率小于0.5％，干燥后的黄砂进行筛分，然后将筛分后的黄砂放在储罐中备用；

步骤2、按照配方量称取各组分，混合搅拌均匀后得到干粉砂浆，然后将干粉砂浆包装备用。

通过采用上述技术方案，该制备工艺简单，方便操作，适用干粉砂浆的大批量生产。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.膨润土是一种层状无机硅酸盐，吸水后膨胀形成絮状物质，具有良好的悬浮性和分散性，与适量的水结合成胶状体，在水中能释放出带电微粒，增大体系粘度，提高砂浆与路面混凝土之间的粘结作用。改性膨润土是通过在膨润土层间吸附葡萄糖制得，膨润土吸附的葡萄糖大量的被稳固在膨润土层间，葡萄糖的多个羟基与游离水分子形成氢键，束缚住了大量砂浆中的游离水，从而大幅增长了新拌砂浆的保水性能，而具有保水性能的新拌砂浆具有优秀的力学性能，抗压强度、抗折强度、粘结拉伸强度等性能。另外由于葡萄糖分子与膨润土均含有羟基，羟基可与水泥水化产物中的大量羟基基团形成氢键，从而增进界面的致密性，加强界面粘着强度以及扩大纤维阻断增强的界面效应，阻止水泥基体中微裂缝的扩展和跨越裂缝承受拉应力的作用，因而使砂浆的抗拉、抗折强度以及断裂性能均有所提高；

2.水泥在凝结固化过程中，内部会产生许多空腔成为水泥基体的薄弱部位，加入可再分散乳胶粉，水泥凝结固化的同时，乳胶粉遇水立即分散为乳液，并聚集于富水区域，随着干燥过程的进行，乳液再次脱水，聚合物在空腔四周形成了一层连续的薄膜，加强了这些薄弱地位，又因为连续的有机物薄膜会分散应力，所以对砂浆能够起到增韧的作用，增强砂浆的抗折强度，降低砂浆的压折比。将膨胀珍珠岩和可再分散乳胶粉复合使用，目的是以膨胀珍珠粉细粉的优点弥补可再分散乳胶粉的一些不足，使两者结合发挥出比各自单独使用要更出色效果，一方面可以降低可再分散乳胶粉的使用量，另一方面可以将膨胀珍珠岩细粉这种工业废弃物再度资源化利用；

3.木质素磺酸盐是一种阴离子表面活性剂，具有很强的分散能力，能够将固体均匀分散在水介质中，木质素磺酸盐含有多种活性基团，因而能够产生缩合作用或与其它化合物发生氢键作用。木质素磺酸盐加入到砂浆中，能够降低水的表面张力和界面张力，从而起到减水的作用。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例与对比例中用到的水泥为425普通硅酸盐水泥，矿粉为矿粉S95，黄砂细度模数大于3.0。

实施例1

表1一种用于路面的干粉砂浆各组分及其重量百分比

其中改性膨润土的制备方法为：1)20kg葡萄糖加入到300L水中，搅拌至葡萄糖完全溶解；2)然后继续加入100kg膨润土，不断搅拌，使膨润土均匀分散；3)调节pH至12～13，然后升高温度至80℃，搅拌6h，搅拌结束后离心，沉淀用水洗涤5次后干燥，干燥温度低于140℃，干燥后研磨成粉末即可得到改性膨润土。

该干粉砂浆的制备工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、首先将黄砂用烘干机干燥，干燥后含水率小于0.5％，干燥后的黄砂进行筛分，然后将筛分后的黄砂放在储罐中备用；

步骤2、按照配方量称取各组分，混合搅拌均匀后得到干粉砂浆，然后将干粉砂浆包装备用。

实施例2

表2一种用于路面的干粉砂浆各组分及其重量百分比

组分	重量百分比(％)	组分	重量百分比(％)
				水泥	12	硬脂酸钙	1
矿粉	6	可再分散乳胶粉	2
				粉煤灰	17	膨胀珍珠岩	2
黄砂	33	木质素磺酸钙	0.6
				改性膨润土	11	保水剂	0.8
石粉	10	干粉消泡剂	0.9
				稠化粉	3	引气剂	0.7

其中改性膨润土的制备方法为：1)25kg葡萄糖加入到400L水中，搅拌至葡萄糖完全溶解；2)然后继续加入110kg膨润土，不断搅拌，使膨润土均匀分散；3)调节pH至12～13，然后升高温度至100℃，搅拌5h，搅拌结束后离心，沉淀用水洗涤4次后干燥，干燥温度低于140℃，干燥后研磨成粉末即可得到改性膨润土。

该干粉砂浆的制备工艺同实施例1。

实施例3

表3一种用于路面的干粉砂浆各组分及其重量百分比

其中改性膨润土的制备方法为：1)30kg葡萄糖加入到350L水中，搅拌至葡萄糖完全溶解；2)然后继续加入120kg膨润土，不断搅拌，使膨润土均匀分散；3)调节pH至12～13，然后升高温度至120℃，搅拌4h，搅拌结束后离心，沉淀用水洗涤3次后干燥，干燥温度低于140℃，干燥后研磨成粉末即可得到改性膨润土。

该干粉砂浆的制备工艺同实施例1。

实施例4

表4一种用于路面的干粉砂浆各组分及其重量百分比

组分	重量百分比(％)	组分	重量百分比(％)
				水泥	12	硬脂酸钙	1.5
矿粉	7.2	可再分散乳胶粉	1.9
				粉煤灰	18	膨胀珍珠岩	1.9
黄砂	30	木质素磺酸钠	0.7
				改性膨润土	10	保水剂	0.4
石粉	12.4	干粉消泡剂	0.3
				稠化粉	3.2	引气剂	0.5

其中改性膨润土的制备方法，同实施例2。

该干粉砂浆的制备工艺同实施例1。

实施例5

表5一种用于路面的干粉砂浆各组分及其重量百分比

组分	重量百分比(％)	组分	重量百分比(％)
				水泥	12.2	硬脂酸钙	1.1
矿粉	6.1	可再分散乳胶粉	2.1
				粉煤灰	20.2	膨胀珍珠岩	1.7
黄砂	30.3	木质素磺酸钠	0.9
				改性膨润土	11	保水剂	0.7
石粉	10	干粉消泡剂	0.8
				稠化粉	2.5	引气剂	0.4

其中改性膨润土的制备方法，同实施例2。

该干粉砂浆的制备工艺同实施例1。

实施例6

表6一种用于路面的干粉砂浆各组分及其重量百分比

其中改性膨润土的制备方法，同实施例2。

该干粉砂浆的制备工艺同实施例1。

实施例7

表7一种用于路面的干粉砂浆各组分及其重量百分比

组分	重量百分比(％)	组分	重量百分比(％)
				水泥	11.8	硬脂酸钙	1.5
矿粉	6.5	可再分散乳胶粉	2
				粉煤灰	19.3	膨胀珍珠岩	1.7
黄砂	29.2	木质素磺酸钠	0.6
				改性膨润土	10.4	保水剂	0.5
石粉	12.5	干粉消泡剂	0.4
				稠化粉	3.1	引气剂	0.5

其中改性膨润土的制备方法，同实施例2。

该干粉砂浆的制备工艺同实施例1。

对比例1

一种用于路面的干粉砂浆，与实施例7的区别在于，干粉砂浆组分中不包括改性膨润土，其它同实施例7。

对比例2

一种用于路面的干粉砂浆，与实施例7的区别在于，改性膨润土换为膨润土，其它同实施例7。

对比例3

一种用于路面的干粉砂浆，与实施例7的区别在于，干粉砂浆组分中不包括膨胀珍珠岩和可再分散乳胶粉，其它同实施例7。

对比例4

一种用于路面的干粉砂浆，与实施例7的区别在于，干粉砂浆组分中不包括膨胀珍珠岩，其它同实施例7。

对比例5

一种用于路面的干粉砂浆，与实施例7的区别在于，干粉砂浆组分中不包括可再分散乳胶粉，其它同实施例7。

水泥砂浆制备：制备的干粉砂浆与水按照7:1加入到搅拌机中，搅拌均匀，制备成水泥砂浆，然后进行如下性能测试：

砂浆保水性测试：试验按照JKGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行操作；

砂浆抗压强度测试：试验按照JKGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行操作；

砂浆抗折强度测试：试验按照JKGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行操作；

耐磨性测试：试验按照JTJ053-94《混凝土抗磨性试验》进行操作。

表8性能测试结果

实施例制备的干粉砂浆，各项性能均优于对比例，根据实施例7与对比例1和对比例对比说明，改性膨润土能够提高干粉砂浆的各项性能；实施例7与对比例3-5相比，说明可再分散乳胶粉和膨胀珍珠岩的加入能够提高干粉砂浆的力学性能，尤其是二者复配使用，比单独使用，性能要好。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种用于路面的干粉砂浆，其特征在于：按照重量百分比计，具体包括如下组分：水泥11～13%、矿粉6～8%、粉煤灰17～20.5%、黄砂26～33%、改性膨润土9～11%、石粉10～13%、稠化粉2.5～4%、防水剂1～2%、可再分散乳胶粉1～2.5%、膨胀珍珠岩1～2%以及添加剂1.5～3%，所述改性膨润土的制备方法为：1）20～30kg葡萄糖加入到300～400L水中，搅拌至葡萄糖完全溶解；2）然后继续加入100～120kg膨润土，不断搅拌，使膨润土均匀分散；3）调节pH至12～13，然后升高温度至80～120℃，搅拌4～6h，搅拌结束后离心，沉淀用水洗涤3～5次后干燥，干燥温度低于140℃，干燥后研磨成粉末即可得到改性膨润土。

2.根据权利要求1所述的用于路面的干粉砂浆，其特征在于：所述防水剂为硬脂酸钙。

3.根据权利要求1所述的用于路面的干粉砂浆，其特征在于：所述添加剂包括减水剂、保水剂、消泡剂以及引气剂。

4.根据权利要求3所述的用于路面的干粉砂浆，其特征在于：所述添加剂中减水剂、保水剂、消泡剂以及引气剂的质量比为6： 5：4：5。

5.根据权利要求3所述的用于路面的干粉砂浆，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸盐类。

6.根据权利要求3所述的用于路面的干粉砂浆，其特征在于：所述消泡剂为干粉消泡剂。

7.根据权利要求1所述的用于路面的干粉砂浆，其特征在于：按照重量百分比计，具体包括如下组分：水泥11.8%、矿粉6.5%、粉煤灰19.3%、黄砂29.2%、改性膨润土10.4%、石粉12.5%、稠化粉3.1%、防水剂1.5%、可再分散乳胶粉2%、膨胀珍珠岩1.7%以及添加剂2%。

8.根据利要求1所述的用于路面的干粉砂浆，其特征在于：所述黄砂的细度模数在3.0以上。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的用于路面的干粉砂浆的制备工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1、首先将黄砂用烘干机干燥，干燥后含水率小于0.5%，干燥后的黄砂进行筛分，然后将筛分后的黄砂放在储罐中备用；

步骤2、按照配方量称取各组分，混合搅拌均匀后得到干粉砂浆，然后将干粉砂浆包装备用。