一種複合膠凝材料及採用該複合膠凝材料的地面自流平砂漿的製作方法

2023-05-04 20:59:56

專利名稱：：一種複合膠凝材料及採用該複合膠凝材料的地面自流平砂漿的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種膠凝材料，尤其涉及一種以水泥、石膏為膠結料的複合膠凝材料。本發明還涉及一種自流平砂漿，更具體是涉及一種採用上述複合膠凝材料的地面自流平砂漿。
背景技術：
：膠凝材料是在物理、化學作用下，能從漿體變成堅固的石狀體，並能膠結其他物料，製成有一定機械強度的複合固體的物質。矽酸鹽水泥是當今世界上最主要的建築用膠凝材料，它的熟料以矽酸三鈣(CA)礦物為主，矽酸鹽水泥具有原料儲備豐富、生產成本較低、生產工藝成熟的優點。但矽酸鹽水泥凝結時間長，早期強度低，收縮率大，耐久性差，對於要配製那些要求固化時間短、早期強度高、收縮率低的特種砂漿，如自流平砂漿，採用單純的矽酸鹽水泥作為膠凝材料是無法達到各方面的性能要求的。自流平是一種地面施工技術，它是多材料同水混合而成的液態物質，倒入地面後，這種物質可才艮據地面的高^f氐不平順勢流動，對地面進行自動找平，並很快乾燥，固化後的地面會形成光滑、平整、無縫的新基層。地面自流平砂漿是20世紀70年代發展起來的，它由膠凝材料、細骨料及添加劑等混合而成、是一種在現場加水攪拌後即可使用的單組分高強、速凝材料。地面自流平砂漿可為不平的基底提供一個合適的、平整、光滑和堅固的鋪墊基底，以架設各種地板材料，如地毯、木地板、PVC、瓷磚等，成為底層自流平，也可直接做為地面負載層使用，成為面層自流平。由於地面自流平砂漿具有非常好的流動性、自流平能力和自光滑能力，即使對於大面積的地面，也能夠快速高效獲得高平整度地碎，因而廣泛用於工業廠房、車間、倉儲、商業賣場、展廳、體育館或醫院等大面積空間的一體整平；另外，地面自流平砂漿還具有快速凝固、快速乾燥以及低收縮率、高抗壓強度和良好的耐磨等特性，使其在作為環氧地呼、聚氨酯地坪、PVC巻材、片材、橡膠地板、實木地板、金剛板等飾面材之高平整基面上也得到越來越廣泛的應用。地面自流平砂漿從膠凝材料的成分看，可分為"水泥基"自流平材料和"石膏基"自流平材料。目前國產的水泥基地面自流平砂漿，其膠凝材料是以鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥為主，而鋁酸鹽水泥在全國只有少數地區有生產，所以價位較高且不好購買，另外，可能因為配方設計不甚合理，國產的水泥基地面自流平砂漿，施工後經常會出現收縮、空鼓、開裂、粘結強度不高、抗折抗壓強度不高、耐磨性不好等問題；另夕卜，施工時流動度不好或表面不光滑的問題也較為明顯。在矽酸鹽水泥基膠凝材料的發展過程中，出現過多種改性的矽酸鹽水泥和複合水泥，而不同系列水泥之間的複合也成為近年來研究的熱點。二十世紀七十年代，中國發明了硫鋁酸鹽水泥，其熟料中含有大量硫鋁酸鉤(C4A》礦物，該水泥具有早強、高強、低鹼度和生產能耗低的特點；但不少實-驗證明，石克鋁酸水泥和石圭酸鹽水泥混合時，在4艮大的配比範圍內將發生複合水泥凝結時間急劇加快，甚至發生急凝，造成早期強度明顯降低的問題，因而一般情況下，這兩種水泥是不得混合使用的。本發明人經過反覆試驗，卻發現當硫鋁酸鹽水泥摻入適量的矽酸水泥和石膏等材料，可以製得快硬、早強、高強及幹縮率低的複合膠凝材料體系，從而降低特性水泥的生產成本。
發明內容本發明的目的是提供一種原材料來源廣、成本較低且具有早強、高強和收縮率低的複合膠凝材料。本發明的另一個目的是提供一種採用上述膠凝材料的地面自流平砂漿，該砂漿具有優異的的流動度、收縮率、抗壓強度、拉伸粘結強度和耐磨性。為實現以上目的，本發明的複合膠凝材料包括硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥和石膏，石充鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥、石膏在複合膠凝材料中的重量百分比為硫鋁酸鹽水泥50-80%、矽酸鹽水泥10-30%、石膏5-30%。上述硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥、石膏在複合膠凝材料中的重量百分比優選為硫鋁酸鹽水泥55-70%、矽酸鹽水泥12-26、石膏13-30%。上述矽酸鹽水泥優選強度42.5R的矽酸鹽水泥，石膏優選細度為大於或等於200目的天然硬石膏或a型半水石膏。本發明的複合膠凝材料利用硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥和石膏在一定的比例下混合後能反應生成具有膨脹特性的釣鞏石，使其具備快凝、快硬和收縮率低的特性，從而可用於製備以縮短工期，快速交付使用為目的的各種快硬性砂漿、以獲得優良修補性能為目的的各種修補砂漿、以快凝、早強、低收縮率為目的的自流平砂漿，還可用於作為防水堵漏材料及牆地磚粘貼用水泥基砂漿。本發明還提供一種地面自流平砂漿，該地面自流平砂漿包括膠凝材料、細紗和添加劑，其特徵在於所述膠凝材料由硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥和石膏構成，各組分在地面自流平中的重量百分比為疏鋁酸鹽水泥15-35%、石圭酸鹽水泥4-13%、石膏4.5-15%、細砂45-70%、添加劑2.5-7%。上述添加劑包括可再分散乳膠粉、緩凝劑、超塑化劑、消泡劑和穩定劑，各添加劑在地面自流平砂漿中的重量百分比為可再分散乳膠粉2-5%、緩凝劑0.03-0.08%、超塑化劑0.1-0.7°/。、消泡劑0.1-0.2%、穩定劑0.06-0.15%。為了更好提高自流平砂漿早期的強度，上述添加劑還包括早強劑，早強劑在地面自流平砂漿中的重量百分比為0.1-0.2%。為了增加地面自流平砂漿的粘度，減少塑性及化學收縮，解決地面自流平砂漿的流動度與離析之間的矛盾，上述超塑化劑優選乾酪素、穩定劑優選羥乙基纖維素醚。上述超塑化劑優選聚羧酸醚高效減水劑，穩定劑優選陰離子型高分子共聚物。上述';肖泡劑優選礦物油/聚二烯類';肖泡劑。為了使面層自流平具有亮麗的色彩，上述添加劑還包括有顏料，顏料的添加量為地面自流平砂漿重量的0.5-3.5%。上述細砂優選30-150目的精製石英砂或河砂。本發明的地面自流平砂漿，具有如下的優點1、本發明採用來源廣的硫鋁酸鹽水泥代替鋁酸鹽水泥與矽酸鹽水泥和石膏複合做自流平砂漿的膠凝材料，解決了鋁酸鹽水泥價高、不易購買的問題，同時保留了自流平砂漿快硬、早強、高強及收縮率低的特性。2、本發明使用均勻設計法對疏鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥和石膏進行了最優化實驗，找出了三元體系的最優化配比，解決了收縮與膨脹之間的矛盾，從而避免了空鼓、開裂，使粘結強度、抗折抗壓強度、耐磨性勻達到了最優化的水平。3、本發明利用超塑化劑的非牛頓流體特性與穩定劑的牛頓體流體特性相結合，解決了施工時流動度損失大，施工後表面不光滑平整、離析起塵、沉降和不均勻的問題，使自流平具有非常好的自流平能力、自癒合能力和自光滑能力。具體實施方式一、複合膠凝材料本發明採用均勻設計的思想和方法，設定疏鋁酸鹽水泥所佔比例大於40%,石膏摻量0—30%,矽酸鹽水泥摻量0—30%進行最優化實驗，確定最佳配合比，使複合膠凝材料達到早強、高強、快硬及最小收縮率的同時降低硫鋁酸鹽水泥的成本。矽酸鹽水泥優選強度為42.5R的矽酸鹽水泥，石膏優選細度>200的硬石膏。表1原材料配比設計及性能測試結果tableseeoriginaldocumentpage8tableseeoriginaldocumentpage9由表1、表2的實—險數據可以看出，當磁u鋁酸鹽水泥的量為50-80%、石圭酸鹽水泥的量耳又10-30%、石膏的量^15-30%10時，a:結時間、抗壓強度、抗折強度和收縮率比較好，但10、13、14號配方得到的膠凝材料，其快凝、抗壓、抗折和收縮率均能達到理想的要求，故確定硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥和石膏的最佳配比是硫鋁酸鹽水泥55-70%、矽酸鹽水泥12-26、石膏13-30%。二、地面自流平砂漿實施例11、面層自流平配方石危鋁酸鹽水泥矽酸鹽水泥(42.5R)石英砂(100-120目)石更石膏(細度>200)可再分散乳"交粉酒石酸碳酸鋰德國巴斯夫2651超塑化劑美國strukto12289消泡劑德國巴斯夫3003F穩定劑合計2、性能測試300.00Kg126.00Kg461.50Kg65.00Kg復00Kg0.50Kg2.00Kg1.50Kg2.00Kg1.50Kg1000Kg所得的面層自流平性能為流動度142mm,可操作時間大於40min，抗壓強度43.5MPa,收縮率0.034%，^立伸粘結強度1.49MPa,耐磨性0.38g。實施例21、底層自流平配方碌u鋁酸鹽水泥矽酸鹽水泥(42.5R)精製河砂砂(50-80目)硬石膏(細度>200)可再分散乳膠粉酒石酸碳酸鋰乾酪素美國strukto12289消泡劑德國tyloseH300P2穩定劑合計165.00Kg50.00Kg668.40Kg85.00Kg20.00Kg0.80Kg2.00Kg6.00Kg2.00Kg0.80Kg1000.00Kg2、性能測試按上述重量百分比加料混合，按水灰比26%加水攪拌後施工，所得的底層自流平性能為流動度153mm,可操作時間大於45min,抗壓強度37.5MPa，收縮率0.085%,拉伸粘結強度1.lMPa,耐磨性0.46g。實施例31、彩色面層自流平配方石克鋁酸鹽水泥280.00Kg矽酸鹽水泥(42.5R)50.00Kg精製河砂(100-120目)522.50Kg10°=型半水石膏(細度>200)70.00Kg德國waker可再分散乳膠j分501IN50.00Kg酒石酸0.50Kg碳酸鋰2.00Kg德國巴斯夫2651超塑化劑2.00Kg美國strukto12289消泡劑2.00Kg德國巴斯夫3003F穩定劑1.00Kg顏料20.00Kg合計100G.00Kg2、性能測試按上述重量百分比加料混合，按水灰比23%加水攪拌後施工，所得的彩色面層自流平性能為流動度137mm，可操作時間大於40min,抗壓強度39.5MPa,收縮率0.023%，拉伸粘結強度1.54MPa，耐磨性Q.32g。三、對比實-驗1、穩定劑對比實驗按下述配方，分別使用德國tyloseH300P2穩定劑(最佳加量0.08%)和德國巴斯夫3003F穩定劑(最佳加量0.2%),進行平行對比實驗矽酸鹽水泥(42.5R)126.00Kg石危鋁酸鹽水泥300.00Kg砂徵00Kg硬石膏65,00Kg可再分散乳膠粉10.00Kg緩凝劑酒石酸0.50Kg早強劑碳酸鋰2.00Kg德國巴斯夫超塑化劑26511.50Kg美國struktol消泡劑22892.00Kg加水量240Kg按上述配方施工後發現，加入德國tyloseH300P2的自流平，四周產生白色的水跡，有一定離析，且傾斜時，離析現象更為明顯，在實際施工中會造成自流平不均勻，空鼓、表面起塵，粘結強度差，耐磨性差等問題，而且還會造成自流平砂漿的緩凝，其24小時抗壓強度只有8.7MPa。而加入德國巴斯夫3003F的自流平，則均勻一致，具有很好的抗沉澱性，且表面平滑，3003F不會對砂漿造成緩凝，其24小時抗壓強度可達到18.5MPa。2、千酪素的自癒合性能實驗使用實例2的配方，分別在8、15、30、45、60min時用妒刀在自流平表面劃一道，可以看到使用乾酪素做為超塑化劑，可在45min時仍具有很好的自癒合性能，這在實際施工中，可以使施工工具划過的地方自動癒合，從而達到光滑平整的表面。由以上實驗可以看出，當超塑化劑採用聚羧酸醚高效減水劑時，穩定劑採用德國巴斯夫3003F(陰離子型高分子共聚物)可以解決空鼓、表面起塵，粘結強度差，耐磨性差等問題。而當超塑化劑採用乾酪素時，穩定劑採用德國tyloseH300P2(羥乙基纖維素醚)，自流平層也具有很好的自癒合能力。權利要求1、一種複合膠凝材料，包括硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥和石膏，硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥、石膏在複合膠凝材料中的重量百分比為硫鋁酸鹽水泥50-80％、矽酸鹽水泥10-30、石膏5-30％。2、根據權利要求1所述的複合膠凝材料，其特徵在於所述硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥、石膏在複合膠凝材料中的重量百分比優選為石危鋁酸鹽水泥55-70%、石圭酸鹽水泥12-26、石膏13-30%。3、根據權利要求1所述的複合膠凝材料，其特徵在於所述矽酸鹽水泥為強度42.5R的矽酸鹽水泥，所述石膏為細度為大於或等於200目的天然^更石膏或"型半水石膏。4、一種地面自流平砂漿，包括膠凝材料、細紗和添加劑，其特徵在於所述膠凝材料由硫鋁酸鹽水泥、矽酸鹽水泥和石膏構成，各組分在地面自流平中的重量百分比為碌u鋁酸鹽水泥15-35%、石圭酸鹽水泥4-13%、石膏4.5-15%、細砂45-70%、添加劑2.5-7%。5、根據權利要求4所述的地面自流平砂漿，其特徵在於所述添加劑包括可再分散乳膠粉、緩凝劑、超塑化劑、消泡劑和穩定劑，各添加劑在地面自流平砂漿中的重量百分比為可再分散乳膠粉2-5%、緩凝劑0.03-0.08%、超塑化劑0.1-0.7%、消泡劑0.1-0.2%、穩定劑0.06-0.15%。6、根據權利要求4或5所述的地面自流平砂漿，其特徵在於所述添加劑還包括早強劑，早強劑在水泥基地面自流平砂漿中的重量百分比為0.1-0.2%。7、根據權利要求6所述的地面自流平砂漿，其特徵在於所述超塑化劑為乾酪素、穩定劑為羥乙基纖維素醚。8、根據權利要求7所述的地面自流平砂漿，其特徵在於所述超塑化劑為聚羧酸醚高效減水劑、穩定劑為陰離子型高分子共聚物。9、根據權利要求4或5所述的地面自流平砂漿，其特徵在於所述添加劑還包括有顏料，顏料的添加量為地面自流平砂漿重量的0.5-3.5%。10、根據權利要求4或5所述的地面自流平砂漿，其特徵在於所述細砂、為30-150目的精製石英砂或河妙、。全文摘要本發明提供了一種複合膠凝材料，該複合膠凝材料由50-80％的硫鋁酸鹽水泥、10-30％的矽酸鹽水泥和5-30％的石膏組成。本發明的複合膠凝材料，具備快凝、快硬和收縮率低的特性，適用於配製具有特種性能和用途的特種乾粉砂漿。本發明還提供一種採用上述複合膠凝材料的地面自流平砂漿，該地面自流平砂漿包括15-35％硫鋁酸鹽水泥、4-13％矽酸鹽水泥、4.5-15％石膏、45-70％細砂、2.5-7％添加劑。本發明的地面自流平砂漿，用硫鋁酸鹽水泥代替鋁酸鹽水泥，解決了鋁酸鹽水泥價高、不易購買的問題，同時也解決了收縮與膨脹之間的矛盾，從而避免自流平層了空鼓、開裂，使粘結強度、抗折抗壓強度、耐磨性勻達到了最優化的水平，特別適合於工業廠房、車間、倉儲、商業賣場、展廳、體育館或醫院等大面積空間的一體整平及作為環氧地坪、聚氨酯地坪、PVC卷材、片材、橡膠地板、實木地板、金剛板等飾面材之高平整基面。文檔編號C04B28/36GK101555106SQ20091003845公開日2009年10月14日申請日期2009年4月3日優先權日2009年4月3日發明者姜偉基,鉻張,洪梁,洪永順申請人:汕頭經濟特區龍湖科技有限公司