CN110922106B - 一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于建筑材料技术领域，提供了一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆及其制备方法，其中，所述建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆包括以下重量百分比的组分：中砂2～5％；水泥18～25％；废石粉8～15％；二羟甲基丙酸0.1～0.5％；三乙醇胺0.1～0.5％；乙二醇1～3％；纤维素醚1～2％；木质素硫酸钙0.5～1％；乳胶粉1～1.5％；其余组分为水。本发明通过在主材料砂、水泥中加入特定配比的废石粉、二羟甲基丙酸、三乙醇胺、乙二醇、纤维素醚、木质素硫酸钙以及乳胶粉组分，共同构成胶凝材料，不仅节约了天然河砂资源，降低了成本，同时，提高砂浆的硬度、抗裂性及韧性，使最终产品具有良好的和易性及可操作性，实现地面平整强度大，黏结力强，满足建筑行业的质量需求。

Description

一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆及其制备方法。

背景技术

砂浆是建筑上砌砖使用的黏结物质，通常由一定比例的砂子和胶结材料(水泥、石灰膏、黏土等)加水和成，也叫灰浆。随着社会的发展，建筑砂浆材料及建造技术的不断创新，砂浆在建筑业中以薄层发挥粘结、衬垫、防护以及装饰作用，使得其在建筑和装修工程应用日益广泛。

然而，随着工程质量、环保要求以及文明施工要求的不断提高，砂浆使用的缺点以及局限性越来越突出。当前，市面上的建筑砂浆材料琳琅满目、品种多样，但大部分都采用天然河沙，而天然河沙资源短缺，采砂易破坏生态环境；同时，现有的砂浆材料在使用过程中稳定性差，流动性不佳，且砂浆易开裂，存在地面起砂，地面空鼓，地面裂缝以及地面脱皮等通病，同时，分散性差、保水性差，凝结时间长、耐热及耐水性差等问题，无法满足建筑行业的质量需求。

由此可见，现有的砂浆材料普遍存在易开裂、流动性不佳、保水性差以及凝结时间长等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，旨在解决现有的砂浆材料普遍存在易开裂、流动性不佳、保水性差以及凝结时间长等问题。

本发明实施例是这样实现的，一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，包括以下重量百分比的组分：

中砂2～5％；水泥18～25％；废石粉8～15％；二羟甲基丙酸0.1～0.5％；三乙醇胺0.1～0.5％；乙二醇1～3％；纤维素醚1～2％；木质素硫酸钙0.5～1％；乳胶粉1～1.5％；其余组分为水。

本发明实施例还提供一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆的制备方法，包括：

按以下重量百分比称取原料：

中砂2～5％、水泥18～25％、废石粉8～15％、二羟甲基丙酸0.1～0.5％、三乙醇胺0.1～0.5％、乙二醇1～3％、纤维素醚1～2％、木质素硫酸钙0.5～1％、乳胶粉1～1.5％、其余组分为水；

在碱性环境下，将所述纤维素醚、木质素硫酸钙置于40～50℃水浴搅拌0.5～1h后，冷却至室温，得第一混合物；

将所述二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；

向所述废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在80～120℃的温度下搅拌处理1～3h，得第二混合物；

对所述水泥进行研磨，并在研磨过程中加入所述三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5～1h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5～1h后，得第三混合物；

向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

本发明实施例中，通过在主材料砂、水泥中加入特定配比的废石粉、二羟甲基丙酸、三乙醇胺、乙二醇、纤维素醚、木质素硫酸钙以及乳胶粉组分，共同构成胶凝砂浆材料，不仅节约了天然河砂资源，降低了成本，同时，提高砂浆的硬度、抗裂性及韧性，使最终产品具有良好的和易性及可操作性，实现地面平整强度大，黏结力强，满足建筑行业的质量需求。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，通过在主材料砂、水泥中加入特定配比的废石粉、二羟甲基丙酸、三乙醇胺、乙二醇、纤维素醚、木质素硫酸钙以及乳胶粉组分，共同构成胶凝材料，不仅节约了天然河砂资源，降低了成本，同时，提高砂浆的硬度、抗裂性及韧性，使最终产品具有良好的和易性及可操作性，实现地面平整强度大，黏结力强，满足建筑行业的质量需求。

其中，废石粉为废大理石粉、废花岗岩石粉的一种或两种，粒径范围为20～50μm(本发明实施例所用废石粉的成分及重量比例为废大理石粉：废花岗岩石粉＝1:1)。针对对自然资源的保护，且生态不遭到破坏，变废为宝的理念，为了解决天然河砂采砂困难，严重破坏生态平衡的不利影响，能更好的保护环境，本发明通过废石粉的添加，可省略天然河砂组分，有利于资源利用、节能环保。然而，在实际研发过程中发现经二羟甲基丙酸溶液处理后的废石粉更有利于提高砂浆的保水性。

其中，主材料砂，即中砂，为连续级配机制砂，石粉含量为8～15％，目数≤80目。

其中，主材料水泥为普通硅酸盐水泥，等级强度为32.5。经研究发现，经特定重量配比3:20的三乙醇胺、乙二醇在对水泥研磨过程中的处理，可以起到良好的助磨效果，有利于提高产品整体抗压强度以及抗冻性能。

其中，纤维素醚选自甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚中的一种，更有选为羟丙基甲基纤维素醚(本发明实施例所用纤维素醚均为羟丙基甲基纤维素醚)。通过在碱性环境下，将重量比例为2:1的纤维素醚、木质素硫酸钙进行水浴加热混合处理，有利使得其在砂浆体系中更易分散，直接影响着最终产品的保水性以及拉伸粘结强度。

在本发明实施例中，该建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆的制备方法，包括：

按以下重量百分比称取原料：

中砂2～5％、水泥18～25％、废石粉8～15％、二羟甲基丙酸0.1～0.5％、三乙醇胺0.1～0.5％、乙二醇1～3％、纤维素醚1～2％、木质素硫酸钙0.5～1％、乳胶粉1～1.5％、其余组分为水；

在碱性环境下(pH8～11均可)，将所述纤维素醚、木质素硫酸钙置于40～50℃水浴搅拌0.5～1h后，冷却至室温，得第一混合物；

将所述二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；

向所述废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在80～120℃的温度下搅拌处理1～3h，得第二混合物；

对所述水泥进行研磨，并在研磨过程中加入所述三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5～1h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5～1h后，得第三混合物；

向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

在本发明一个优选的实施例中，上述向所述废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在80～120℃的温度下搅拌处理1～3h，得第二混合物的步骤，具体包括：

向所述废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在100℃的温度下搅拌处理2h，得第二混合物。

在本发明一个优选的实施例中，上述对所述水泥进行研磨，并在研磨过程中加入所述三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5～1h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5～1h后，得第三混合物的步骤，具体包括：

对所述水泥进行研磨，并在研磨过程中加入所述三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5h后，得第三混合物。

以下通过具体实施例对本发明的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆的技术效果做进一步的说明。

实施例1

一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，包括以下重量百分比的组分：

中砂2％；水泥25％；废石粉10％；二羟甲基丙酸0.2％；三乙醇胺0.2％；乙二醇1％；纤维素醚1.2％；木质素硫酸钙0.7％；乳胶粉1.5％；水58.2％。

按以上重量百分比称取原料；在碱性环境下，将纤维素醚、木质素硫酸钙置于40℃水浴搅拌0.5h后，冷却至室温，得第一混合物；将二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；向废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在80℃的温度下搅拌处理1h，得第二混合物；对水泥进行研磨，并在研磨过程中加入三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5h后，得第三混合物；向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

实施例2

一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，包括以下重量百分比的组分：

中砂4.7％；水泥19.4％；废石粉10.7％；二羟甲基丙酸0.3％；三乙醇胺0.4％；乙二醇3％；纤维素醚2％；木质素硫酸钙1％；乳胶粉1％；水57.5％。

按上述重量百分比称取原料；在碱性环境下，将纤维素醚、木质素硫酸钙置于50℃水浴搅拌1h后，冷却至室温，得第一混合物；将二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；向废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在120℃的温度下搅拌处理3h，得第二混合物；对水泥进行研磨，并在研磨过程中加入三乙醇胺、乙二醇，研磨1h后，加入所述第二混合物，继续研磨1h后，得第三混合物；向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

实施例3

一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，包括以下重量百分比的组分：

中砂3％；水泥20.5％；废石粉10.5％；二羟甲基丙酸0.2％；三乙醇胺0.2％；乙二醇1.5％；纤维素醚1.3％；木质素硫酸钙0.6％；乳胶粉1.1％；水61.1％。

按以上重量百分比称取原料；在碱性环境下，将纤维素醚、木质素硫酸钙置于45℃水浴搅拌0.5h后，冷却至室温，得第一混合物；将二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；向废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在90℃的温度下搅拌处理2h，得第二混合物；对水泥进行研磨，并在研磨过程中加入三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5h后，得第三混合物；向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

实施例4

一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，包括以下重量百分比的组分：

中砂4％；水泥22.8％；废石粉12.4％；二羟甲基丙酸0.4％；三乙醇胺0.4％；乙二醇2.5％；纤维素醚1.7％；木质素硫酸钙0.9％；乳胶粉1.4％；水53.5％。

按以上重量百分比称取原料；在碱性环境下，将纤维素醚、木质素硫酸钙置于50℃水浴搅拌1h后，冷却至室温，得第一混合物；将二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；向废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在110℃的温度下搅拌处理3h，得第二混合物；对水泥进行研磨，并在研磨过程中加入三乙醇胺、乙二醇，研磨1h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5h后，得第三混合物；向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

实施例5

一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，包括以下重量百分比的组分：

中砂3.5％；水泥21.5％；废石粉11.5％；二羟甲基丙酸0.3％；三乙醇胺0.3％；乙二醇2％；纤维素醚1.5％；木质素硫酸钙0.75％；乳胶粉1.25％；水57.4％。

按以上重量百分比称取原料；在碱性环境下，将纤维素醚、木质素硫酸钙置于45℃水浴搅拌0.5h后，冷却至室温，得第一混合物；将二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；向废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在100℃的温度下搅拌处理2h，得第二混合物；对水泥进行研磨，并在研磨过程中加入三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5h后，得第三混合物；向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

本发明以国内外同类产品所测试的性能指标及其实际应用要求为参考值，特别是产品的保水率、抗冻性、抗压强度等指标为依据，特制订产品的企业标准Q/ZDF 004-2018《纤维素醚改性砂浆》，使产品能够满足客户要求。按照该企业标准对上述实施例1-5所制备得到的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆进行保水率、凝结时间、稠度损失率、拉伸粘结强度、抗冻性以及抗压强度进行测试，测试结果见表1所示：

表1

综上，从表1检测结果可以看出，本发明实施例1-5所制备得到的纤维素改性砂浆的保水率、凝结时间、稠度损失率、拉伸粘结强度、抗冻性以及抗压强度等性能均能达到技术要求，同时，相对市面上的砂浆，其流动性好，保水性更高，同时提高了砂浆的硬度、抗裂性及韧性，使最终产品具有良好的和易性及可操作性，实现地面平整强度大，黏结力强，满足建筑行业的质量需求。

另外，本发明经大量实验发现三乙醇胺、乙二醇在对水泥研磨过程中的处理时，其配比含量对产品性能有较为明显的影响，为研究最佳配比含量，本发明以上述最佳性能的实施例5为基础，相应调整了三乙醇胺的重量百分比含量依次为0、0.05％、0.6％、1.0％，水含量做相应于增加或减少，其余组分含量均不变，进行了对比例1-4，并按照上述企业标准对对比例1-4所制备得到的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆进行保水率、凝结时间、稠度损失率、拉伸粘结强度、抗冻性以及抗压强度进行测试，测试结果见表2所示：

表2

综上，从表2测试结果可知，三乙醇胺、乙二醇在对水泥研磨过程中的处理时，其配比含量对产品整体抗压强度以及抗冻性能性有明显的影响，当三乙醇胺含量过高或者过低(包括未添加三乙醇胺)时，所制备的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆的抗冻性能、抗压性能无法满足产品技术要求，并确定最佳三乙醇胺、乙二醇配比为3:20；即经特定重量配比3:20的三乙醇胺、乙二醇在对水泥研磨过程中的处理，可以起到良好的助磨效果，有利于提高产品整体抗压强度以及抗冻性能，原因在于该重量配比下有利水泥细度提高和颗粒级配集中。

另外，本发明经大量实验还发现通过在碱性环境下，将特定重量配比的纤维素醚、木质素硫酸钙进行水浴加热混合处理，有利使得其在砂浆体系中更易分散，直接影响着最终产品的保水性以及拉伸粘结强度；具体见表3所示的对比例5-7的测试结果，其中对比例5-7分别为以实施例5为基础，将纤维素醚的重量百分比依次调整为0、0.5％以及3％，水份含量做相适应增加或减少修改，其余组分及含量均不变，按照上述企业标准对对比例5-7所制备得到的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆进行保水率以及拉伸粘结强度进行测试，测试结果见表3所示：

表3

综上，从表3测试结果可知，纤维素醚、木质素硫酸钙的配比含量对产品整体保水率以及拉伸粘结强度有直接影响，当纤维素醚含量过高或者过低(包括未添加纤维素醚)时，所制备的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆的保水率以及拉伸粘结强度无法满足产品技术要求，并确定最佳纤维素醚、木质素硫酸钙重量配比为2:1；即通过在碱性环境下，经特定重量比例为2:1的纤维素醚、木质素硫酸钙进行水浴加热混合处理，有利使得其在砂浆体系中更易分散，直接影响着最终产品的保水性以及拉伸粘结强度。

综上，本发明实施例提供的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，通过在主材料砂、水泥中加入特定配比的废石粉、二羟甲基丙酸、三乙醇胺、乙二醇、纤维素醚、木质素硫酸钙以及乳胶粉组分，共同构成胶凝材料，不仅节约了天然河砂资源，降低了成本，同时，提高砂浆的硬度、抗裂性及韧性，使最终产品具有良好的和易性及可操作性，实现地面平整强度大，黏结力强，满足建筑行业的质量需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

中砂2~5%；水泥 18~25%；废石粉8~15%；二羟甲基丙酸0.1~0.5%；三乙醇胺0.1~0.5%；乙二醇1~3%；纤维素醚1~2%；木质素硫酸钙0.5~1%；乳胶粉1~1.5%；其余组分为水；

所述三乙醇胺与乙二醇的重量比例为3:20，所述中砂为连续级配机制砂，石粉含量为8~15%，目数≤80目，所述废石粉为废大理石粉、废花岗岩石粉的一种或两种，粒径为20~50μm，所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚中的一种；所述建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆的制备方法，包括：

按以下重量百分比称取原料：

中砂2~5%、水泥 18~25%、废石粉8~15%、二羟甲基丙酸0.1~0.5%、三乙醇胺0.1~0.5%、乙二醇1~3%、纤维素醚1~2%、木质素硫酸钙0.5~1%、乳胶粉1~1.5%、其余组分为水；

在碱性环境下，将所述纤维素醚、木质素硫酸钙置于40~50℃水浴搅拌0.5~1h后，冷却至室温，得第一混合物；

将所述二羟甲基丙酸与水混合，制得二羟甲基丙酸溶液；

向所述废石粉中加入所述二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在80~120℃的温度下搅拌处理1~3h，得第二混合物；

对所述水泥进行研磨，并在研磨过程中加入所述三乙醇胺、乙二醇，研磨0.5~1h后，加入所述第二混合物，继续研磨0.5~1h后，得第三混合物；

向所述第三混合物中加入中砂以及乳胶粉，进行充分搅拌混合，即得。

2.如权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

中砂3~4%；水泥 20~23%；废石粉10~13%；二羟甲基丙酸0.2~0.4%；三乙醇胺0.2~0.4%；乙二醇1.5~2.5%；纤维素醚1.3~1.7%；木质素硫酸钙0.6~0.9%；乳胶粉1.1~1.4%；其余组分为水。

3.如权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

中砂3.5%；水泥 21.5%；废石粉11.5%；二羟甲基丙酸0.3%；三乙醇胺0.3%；乙二醇2%；纤维素醚1.5%；木质素硫酸钙0.75%；乳胶粉1.25%；其余组分为水。

4.如权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，其特征在于，所述纤维素醚与木质素硫酸钙的重量比例为2:1。

5.如权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料砌筑砂浆，其特征在于，所述第二混合物的制备，具体包括：向废石粉中加入二羟甲基丙酸溶液，置入反应釜中并在100℃的温度下搅拌处理2h，得第二混合物。