水鎂石纖維增強商品水泥砂漿材料的製作方法

2023-06-18 23:09:11 1

專利名稱：：水鎂石纖維增強商品水泥砂漿材料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種建築材料，特別涉及水鎂石纖維增強商品水泥砂漿材料。
背景技術：
：商品水泥砂漿包括溼拌砂漿和幹混砂漿，是由專業生產廠生產的商品型新型建築材料。與傳統的施工現場製作的水泥砂漿相比，商品水泥砂漿具有品質優良且穩定、成本低廉、品種齊全、施工文明、工效提高等一系列優點。隨著商品砂漿國家行業標準的頒布實施，商品水泥砂漿會得到快速發展。但與傳統水泥砂漿性能相似，商品水泥砂漿仍然是一種韌性差、不均勻、易開裂的脆性材料，存在著拉壓比低，幹縮變形大，抗滲性、抗裂性、耐腐蝕性差等缺點。近年來，隨著建築工程現代化的發展，對砂漿性能特別是粘結強度、抗裂性能、抗滲性等均提出了更高的要求。傳統水泥砂漿材料難以滿足越來越高的工程實際要求。摻入各類纖維材料是提高水泥砂漿韌性和抗裂性的有效方法之一。目前在砂漿中常用的纖維有合成有機纖維、玻璃纖維、鋼纖維、碳纖維等。但這些纖維要麼成本太高，要麼難以施工混合，影響其推廣應用。另外，為了改善商品水泥砂漿的施工和易性，常在成分中加入一些外加劑，如保水增稠劑等，也使砂漿的成本提高。
發明內容本發明的目的是提供一種以天然水鎂石短纖維增強的商品水泥砂漿材料。這種水鎂石短纖維增強的水泥砂漿具有強度高、拌合物保水性和粘聚性好、抗裂性好、成本低廉等優點。本發明的技術方案是這樣實現的本發明是由水泥、砂、水、水鎂石纖維和分散外加劑組成，其中水鎂石纖維是6級及以下等級的短纖維，在砂漿中的質量用量為水泥量的3-6%，分散外加劑在商品水泥砂漿中質量用量為水泥量的1.0-1.8%,砂的質量用量為水泥量的1.0-7.0倍，水量的質量用量為水泥量的0.35-1.6倍。分散外加劑由萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽減水劑或木質素磺酸鹽減水劑、酒精和尿素組成，質量用量分別為水泥量的0.7-1.2%、0.15-0.30%、0-0.25%、0-0.25%。本發明的幹混商品水泥砂漿的製作工藝是將水泥、砂、水鎂石短纖維在強制式攪拌機中攪拌均勻後包裝，再在工地施工時添加水和分散外加劑攪拌均勻。溼拌商品水泥砂槳的製作工藝是將水泥、砂、水鎂石纖維、分散外加劑和水在強制式攪拌機中攪拌均勻即可。水鎂石纖維是一種以氫氧化鎂為主要成分的天然礦物纖維，是我國的優勢礦產資源。水鎂石纖維具有優良的力學性能和水分散性能，與現有用於水泥砂漿中的各種增強纖維相比，水鎂石纖維具有成本低廉且與水泥結合力強等明顯優點。6級及以下等級水鎂石纖維是低等級的水鎂石短纖維,它們多為礦山選礦加工的下腳料，纖維長度一般小於5mm。與水鎂石長纖維相比，6級及以下等級水鎂石纖維價格低廉。由於纖維太短，目前主要作為工業填料，而不能作為增強材料應用。本發明通過化學分散外加劑對天然水鎂石短纖維進行化學劈分，可使纖維直徑細化達到納米級，提高了短纖維的長徑比，從而能有效地發揮了纖維的增強作用，增加了纖維的應用價值。與長纖維相比，水鎂石短纖維容易在水泥砂槳中混合均勻，而不存在其它纖維在應用中出現的纖維纏結、打團、分散不勻等現象。纖維劈分後具有較大的比表面積，使其吸水性增加，會影響水泥砂漿的工作性。本發明將纖維的化學分散技術與水泥的減水技術相結合，通過選擇合適的纖維分散外加劑和水泥減水劑，恰當地解決了纖維應用於水泥砂漿中的纖維劈分分散與水泥砂漿的工作性之間的矛盾。由於化學分散外加劑的應用，有利於促進纖維在水泥砂漿中的均勻分散，使得纖維用量在很少的情況下就可以發揮增強作用，有利於控制纖維水泥砂漿的成本。由於化學分散外加劑和水鎂石短纖維的加入，增加了砂漿吸收能量的能力，提高了水泥砂漿的抗折強度和韌性，改善了水泥砂漿的抗裂性能，同時還使水泥砂漿具有較好的保水性和粘聚性，不必再加入保水增稠材料，從而降低了砂漿的生產成本。水鎂石纖維增強商品水泥砂漿可以應用於多個工程領域，如建築、隧道、機場、路面、橋面等的砌築、抹灰、和地面工程中。具體實施例方式本發明是由水泥、砂、水、水鎂石纖維和分散外加劑組成，其中水鎂石纖維是6級及以下等級的短纖維，在砂漿中的質量用量為水泥量的3-6%，分散外加劑在商品水泥砂漿中質量用量為水泥量的1.0-1.8%，砂的質量用量為水泥量的1.0-7.0倍，水量的質量用量為水泥量的0.35-1.6倍。本發明所用的纖維化學分散外加劑是四種成分化學劑的混合物，在商品水泥砂漿中用量為水泥量的1.0-1.8%。分散外加劑的第一種成分為萘系高效減水劑，為陰離子型表面活性劑，用量為水泥量的0.7-1.2%;第二種成分為氨基磺酸鹽減水劑或木質素磺酸鹽減水劑，用量為水泥量的0.15-0.30%;第三種成分為濃度為95%以上的工業酒精，用量為水泥量的0-0.25%;第四種成分是尿素，用量為水泥量的0-0.25%。實施例一按重量比為水泥天然河砂水鎂石纖維水分散外加劑-l:3:0.03:0.65:0.01配製幹混水泥砂漿。其中水鎂石纖維採用7級纖維，分散外加劑採用復配外加劑，由萘系高效減水劑木質素磺酸鈣減水劑工業酒精=70:15:15的重量比混合配製而成。砂漿的製備工藝是將水泥、砂和水鎂石纖維按比例加入強制式混凝土攪拌機中攪拌2-3分鐘包裝，得到幹混水泥砂漿。施工時加入水和分散外加劑攪拌均勻得到施工砂漿。砂漿的稠度、分層度測試參照《建築砂漿基本性能試驗方法》(JGJ70-90)進行,砂漿的抗壓、抗折強度測試參照《水泥膠砂強度試驗方法》(GB/T17671-1999)進行，砂漿粘結抗拉強度測定參照DL/T5150-2001《水工混凝土試驗規程》進行。配製砂漿的性能測試結果見表1。表中列出了水泥、砂、水同配比而無纖維及分散外加劑時在相同工藝下製備的砂漿對比樣的性能測試結果。對比可知，纖維增強砂漿具有較好的保水性和粘聚性，強度及收縮性能明顯提高。表1砂槳性能測試結果表tableseeoriginaldocumentpage6實施例二按重量比為水泥天然河砂水鎂石纖維水分散外加劑-l:4:0.03:0.78:0.012配製溼拌水泥砂漿。其中水鎂石纖維採用6級纖維，分散外加劑採用復配外加劑，由萘系高效減水劑氨基磺酸鹽減水劑尿素=80:20:20的重量比混合配製而成。砂槳的製備工藝是將水泥、砂、水鎂石纖維、水和分散外加劑按比例加入強制式混凝土攪拌機中攪拌2-3分鐘包裝，得到溼拌水泥砂漿。砂漿的稠度、分層度、抗壓、抗折強度及粘結抗拉強度測定方法同實施例一。配製中沒有出現纖維纏結、打團、分散不勻等現象。砂漿的物理性能測試結果見表2。表中的對比樣為水泥砂7jC:萘系高效減水劑=1:4:0.78:0.08在相同配製工藝下製備的砂漿。與無纖維砂漿樣相比，纖維增強砂漿的強度高，無泌水、無裂無縮。表2砂漿性能測試結果表tableseeoriginaldocumentpage7實施例三按重量比為水泥天然河砂水鎂石纖維水分散外加劑=1:5:0.04:1.07:0.0145配製幹混水泥砂漿。其中水鎂石纖維採用7級纖維，分散外加劑採用復配外加劑，由萘系高效減水劑木質素磺酸鈉減水劑工業酒精尿素=90:20:25:10的重量比混合配製而成。砂漿的製備工藝是將水泥、砂和水鎂石纖維按比例加入強制式混凝土攪拌機中攪拌2-3分鐘包裝,得到幹混水泥砂漿。施工時加入水和分散外加劑攪拌均勻得到施工砂獎。砂漿的稠度、分層度、抗壓、抗折強度及粘結抗拉強度測定方法同實施例一。配製砂漿的性能測試結果見表3。表中的對比樣為水泥砂水=1:5:1.07在相同配製工藝下製備的砂漿。與無纖維及分散外加劑砂漿樣相比，纖維增強砂漿的強度高，無裂無縮。表3砂漿性能測試結果表tableseeoriginaldocumentpage8實施例四按重量比為水泥天然河砂水鎂石纖維水分散外加劑二l:3:0.06:0.7:0.012配製幹混水泥砂漿。其中水鎂石纖維採用7級纖維，分散外加劑採用復配外加劑，由萘系高效減水劑氨基磺酸鹽減水劑工業酒精尿素二120:30:15:15的重量比混合配製而成。砂槳的製備工藝是將水泥、砂和水鎂石纖維按比例加入強制式混凝土攪拌機中攪拌2-3分鐘包裝,得到幹混水泥砂漿。施工時加入水和分散外加劑攪拌均勻得到施工砂漿。砂漿的稠度、分層度、抗壓、抗折強度及粘結抗拉強度測定方法同實施例一。配製砂漿的稠度為79mm，分層度18mm，粘結強度3.56Mpa，固化後無裂無縮，28d抗壓強度33.3Mpa，28d抗折強度6.38Mpa。實施例五按重量比為水泥天然河砂水鎂石纖維水分散外加劑=1:3:0.04:0.71:0.016配製溼拌水泥砂漿。其中水鎂石纖維採用6級纖維，分散外加劑採用復配外加劑，由萘系高效減水劑氨基磺酸鹽減水劑工業酒精尿素=100:25:10:25的重量比混合配製而成。砂漿的製備工藝是將水泥、砂、水鎂石纖維、水和分散外加劑按比例加入強制式混凝土攪拌機中攪拌2-3分鐘包裝，得到溼拌水泥砂漿。砂漿的稠度、分層度、抗壓、抗折強度及粘結抗拉強度測定方法同實施例一。配製砂漿具有較好的保水性和粘聚性，沒有出現纖維纏結、打團、分散不勻等現象。砂漿的稠度80mm，分層度16咖，粘結強度3.77Mpa，固化後無裂無縮，28d抗壓強度32.4Mpa，28d抗折強度6.43Mpa。權利要求1.一種水鎂石短纖維增強的商品水泥砂漿材料，是由水泥、砂、水、水鎂石纖維和分散外加劑組成，其中水鎂石纖維是6級及以下等級的短纖維，在砂漿中的質量用量為水泥量的3-6％，分散外加劑在商品水泥砂漿中質量用量為水泥量的1.0-1.8％，砂的質量用量為水泥量的1.0-7.0倍，水量的質量用量為水泥量的0.35-1.6倍。2、一種水鎂石纖維增強的商品水泥砂漿材料，其特徵在於，分散外加劑由萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽減水劑或木質素磺酸鹽減水劑、酒精和尿素組成，質量用量分別為水泥量的0.7-1.2%、0.15-0.30%、0-0.25%、0-0.25%。全文摘要本發明涉及一種天然水鎂石纖維增強的商品水泥砂漿材料。通過化學分散外加劑和天然水鎂石短纖維在水泥砂漿中的引入，解決了纖維劈分分散與水泥砂漿的工作性之間的矛盾，避免了其它增強纖維應用於水泥砂漿中出現的纖維纏結、打團、分散不勻等現象，有效地發揮了短纖維的增強作用，提高了水泥砂漿的抗折強度和韌性，改善了水泥砂漿的抗裂性能，同時在不用增稠劑的情況下使水泥砂漿不泌水，具有較好的保水性和粘聚性。文檔編號C04B28/00GK101407394SQ20081023224公開日2009年4月15日申請日期2008年11月12日優先權日2008年11月12日發明者關博文,劉開平,周煜偉,姜雅峰,豔張,張曉旭,張海鴻,梁東升,王尉和,趙秀峰申請人:長安大學