地聚合物基自流平地面材料的使用方法與流程

2023-10-04 16:05:24

本發明涉及一種地聚合物基自流平地面材料的使用方法，屬於建築材料領域。

背景技術：

自流平地面材料是20世紀70年代發展起來的一種以無機或者有機膠凝材料為基材，與細砂、各種外加劑混合而成的建築地面找平材料，使用時只需按規定的水灰比範圍加水拌和均勻，機械泵送或人工施工後，無需人工抹平,靠漿體在自身重力作用下流動形成表面平整、經濟耐用的地坪面層。它是大型超市、商場、停車場、工廠車間和倉庫等地面鋪築的理想材料，也是現在建築地面施工的一個發展方向，市場潛力很大。自流平地面材料根據膠凝材料不同，可以分為石膏系、水泥系、聚合物水泥系。當前，水泥系自流平地面材料佔主導地位，但水泥是高能耗、高汙染產業。據測算，每生產一噸水泥需耗費煤115kg和電108kW·h，並且水泥工業顆粒物排放佔全國顆粒物排放總量的15％～20％，氮氧化物排放量約佔全國總量的10％～12％，CO2排放量位居各工業之首，是全國平均水平的7.5倍，重金屬汞排放佔了全國汞排放的14％。

地聚合物是以矽鋁質材料為原料，在鹼激發劑作用下，常溫或低於150℃下合成的一種新型膠凝材料，具有原料來源廣、工藝簡單、能耗少、環境汙染小等優點。但目前，地聚合物也存在韌性差，易收縮開裂等缺點，影響了其在工程建築等領域的應用。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中地聚合韌性差、易收縮開裂等缺點，通過配方優化設計，提供一種地聚合物基自流平地面材料的使用方法。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種地聚合物基自流平地面材料的使用方法，包括以下步驟：首先將鹼激發劑溶於水中，放置24h；然後按比例依次加入其餘各原料組分，使用砂漿攪拌機攪拌2～10min後，澆築地面，自流平成型，固化後成地面材料；

所述地聚合物基自流平地面材料包括下述按重量比計算的各組分：地聚合物100份，膨脹劑5～10份，可再分散乳膠粉1～3份，增強纖維0.1～0.2份，消泡劑0.4～0.8份，減水劑0.5～1份，水20～40份，集料100～200份；其中，地聚合物由鋁矽質原料和鹼激發劑組成，重量比為100∶10～20。

本發明中，所述膨脹劑為硫鋁酸鈣類、氧化鈣類或硫鋁酸鈣-氧化鈣類混凝土膨脹劑中一種，在水中7天的限制膨脹率≥0.025％；所述可再分散乳膠粉為乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸類聚合物中一種；所述增強纖維為PP纖維或PVA纖維，直徑2～20μm，長度1～5cm；所述消泡劑為有機矽類或聚丙烯酸類消泡劑；所述減水劑為聚羧酸類減水劑；所述集料為石英質河沙，細度模數為0.8～1.2，含泥量≤0.5％。

本發明中，所述鋁矽質原料為偏高嶺土、粉煤灰、礦渣、鋼渣、尾礦、玻璃粉或矽粉中一種或多種，粒徑≤200目；所述鹼激發劑為NaOH或Na2O·nSiO2，n＝1.0～2.5。

發明原理描述：

本發明利用鋁矽質原料在鹼激發劑作用下發生溶解、聚合形成硬質地聚合物膠凝材料特徵，開發自流平地坪材料；並輔以膨脹劑、增強纖維、乳膠粉作為重要摻合料，解決地聚合物膠凝材料脆性大、易收縮開裂固有缺陷。同時，輔以消泡劑、減水劑，分別起到消除地坪表面氣孔缺陷和增強地坪材料強度作用，而細集料砂子起到增強地坪材料硬度和耐磨作用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明以地聚合物為膠凝材料，能耗少、環境汙染小，減少傳統水泥帶來的環境汙染、能耗大等弊端，符合國家節能減排政策；

(2)配方設計合理，膨脹劑、增強纖維能降低地地面材料收縮開裂，可再分散乳膠粉可提高地面材料韌性和表面平整度，消泡劑能避免地面材料出現孔狀結構，開拓了地聚合物材料在工程建築領域的應用。

(3)本發明地聚合物基自流平地面材料性能按照JCT985-2005標準測試，符合標準要求。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明的實現進行詳細描述。

本發明中，所述粉煤灰可選2級粉煤灰；礦渣可選滿足「GBT18046-2008」標準中S95級的礦渣；所述尾礦可選金屬礦尾礦或非金屬礦尾礦。

本發明所述地聚合物基自流平地面材料的使用方法，包括以下步驟：首先將鹼激發劑溶於水中，放置24h；然後按比例依次加入其餘各原料組分，使用砂漿攪拌機攪拌2～10min後，澆築地面，自流平成型，固化後成地面材料。

實施例1

稱取Na2O·SiO2溶於20份水中，放置24h後，依次加入偏高嶺土(粒徑≤200目，偏高嶺土與Na2O·SiO2重量比為100:10，共100份)、石英質河沙(100份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑(5份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物乳膠粉(2份)、PVA纖維(0.1份)、有機矽類消泡劑(0.4份)、聚羧酸減水劑(1份)，使用砂漿攪拌機攪拌2min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例2

稱取Na2O·1.2SiO2溶於30份水中，放置24h後，依次加入礦渣(粒徑≤200目，礦渣與Na2O·SiO2重量比為100:15，共100份)、石英質河沙(150份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑(10份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物乳膠粉(1份)、PP纖維(0.2份)、有機矽類消泡劑(0.6份)、聚羧酸減水劑(0.8份)，使用砂漿攪拌機攪拌5min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例3

稱取Na2O·1.2SiO2溶於35份水中，放置24h後，依次加入礦渣、粉煤灰(粒徑≤200目，礦渣、粉煤灰與Na2O·SiO2重量比為100:16，共100份，其中礦渣、粉煤灰重量比為7：3)、石英質河沙(200份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(8份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(2份)、PVA纖維(0.1份)、聚丙烯酸類消泡劑(0.4份)、聚羧酸減水劑(0.5份)，使用砂漿攪拌機攪拌10min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例4

稱取Na2O·1.5SiO2溶於35份水中，放置24h後，依次加入礦渣、粉煤灰、矽粉(粒徑≤200目，礦渣、粉煤灰、矽粉與Na2O·SiO2重量比為100:20，共100份，其中礦渣、粉煤灰、矽粉重量比為10:9:1)、石英質河沙(180份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、氧化鈣類混凝土膨脹劑(5份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(1份)、PVA纖維(0.2份)、有機矽類消泡劑(0.4份)、聚羧酸減水劑(0.5份)，使用砂漿攪拌機攪拌8min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例5

稱取Na2O·1.2SiO2溶於30份水中，放置24h後，依次加入礦渣、鐵渣、玻璃粉(粒徑≤200目，礦渣、鐵渣、玻璃粉與Na2O·SiO2重量比為100:12，共100份，其中礦渣、鐵渣、玻璃粉重量比分別為5:4:1)、石英質河沙(180份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(8份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(1份)、PP纖維(0.1份)、有機矽類消泡劑(0.4份)、聚羧酸減水劑(0.6份)，使用砂漿攪拌機攪拌8min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例6

稱取Na2O·1.4SiO2溶於30份水中，放置24h後，依次加入礦渣、鐵渣(粒徑≤200目，礦渣、鐵渣與Na2O·SiO2重量比為100:16，共100份，其中礦渣、鐵渣重量比為1:1)、石英質河沙(180份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(5份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(1份)、PP纖維(0.1份)、有機矽類消泡劑(0.8份)、聚羧酸減水劑(0.6份)，使用砂漿攪拌機攪拌8min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例7

稱取Na2O·1.6SiO2溶於30份水中，放置24h後，依次加入礦渣、金屬礦尾礦(粒徑≤200目，礦渣、尾礦與Na2O·SiO2重量比為100:14，共100份，其中礦渣、尾礦重量比為1:1)、石英質河沙(180份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(8份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(1份)、PP纖維(0.1份)、聚丙烯酸類消泡劑(0.6份)、聚羧酸減水劑(1份)，使用砂漿攪拌機攪拌8min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例8

稱取Na2O·2.5SiO2溶於40份水中，放置24h後，依次加入礦渣、非金屬礦尾礦尾礦、粉煤灰、矽粉(粒徑≤200目，礦渣、尾礦、粉煤灰、矽粉與Na2O·SiO2重量比為100:15，共100份，其中礦渣、尾礦、粉煤灰、矽粉重量比分別為12:4:3:1)、石英質河沙(200份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑(10份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(3份)、PP纖維(0.1份)、有機矽類消泡劑(0.4份)、聚羧酸減水劑(0.7份)，使用砂漿攪拌機攪拌8min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例9

稱取Na2O·2.3SiO2溶於35份水中，放置24h後，依次加入偏高嶺土、粉煤灰(粒徑≤200目，偏高嶺土、粉煤灰與Na2O·SiO2重量比為100:18，共100份，其中偏高嶺土、粉煤灰重量比為3:2)、石英質河沙(200份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、氧化鈣類混凝土膨脹劑(10份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(3份)、PP纖維(0.1份)、有機矽類消泡劑(0.4份)、聚羧酸減水劑(0.7份)，使用砂漿攪拌機攪拌8min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

實施例10

稱取NaOH溶於35份水中，放置24h後，依次加入偏高嶺土、粉煤灰(粒徑≤200目，偏高嶺土、粉煤灰與NaOH重量比為100:18，共100份，其中礦渣、尾礦、粉煤灰、矽粉重量比分別為12:4:3:1)、石英質河沙(200份，細度模數0.8～1.2，含泥量≤0.5％)、氧化鈣類混凝土膨脹劑(9.95份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(3份)、PP纖維(0.15份)、有機矽類消泡劑(0.4份)、聚羧酸減水劑(0.7份)，使用砂漿攪拌機攪拌8min後，澆築地面，自流平成型，固化後形成地面材料。性能見表1。

表1.地聚合物基自流平地面材料性能(參考JCT985-2005)

對比實施方式

以下對比例，均以上述10個案例中的尺寸變化率最低的案例—實施例3作為基礎進行設置。

對比例1

將實施例3中「硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(8份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))」更換為「硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(0份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例2

將實施例3中「硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(8份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))」更換為「硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(4份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例3

將實施例3中「硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(8份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))」更換為「硫鋁酸鈣類-氧化鈣類混凝土膨脹劑(11份、限制膨脹率≥0.025％(水中7天))」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例4

將實施例3中「PVA纖維(0.1份)」更換為「PVA纖維(0份)」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例5

將實施例3中「PVA纖維(0.1份)」更換為「PVA纖維(0.3份)」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例6

將實施例3中「醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(2份)」更換為「醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(0份)」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例7

將實施例3中「醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(2份)」更換為「醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉(4份)」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例8

將實施例3中「聚丙烯酸類消泡劑(0.4份)」更換為「聚丙烯酸類消泡劑(0份)」，其餘同於實施例3。性能見表2。

對比例9

將實施例3中「聚丙烯酸類消泡劑(0.4份)」更換為「聚丙烯酸類消泡劑(1份)」，其餘同於實施例3。性能見表3。

對比例10

將實施例3中「聚羧酸減水劑(0.5份)」更換為「聚羧酸減水劑(0份)」，其餘同於實施例3。性能見表3。

對比例11

將實施例3中「聚羧酸減水劑(0.5份)」更換為「聚羧酸減水劑(1.2份)」，其餘同於實施例3。性能見表3。

對比例12

將實施例3中「溶於35份水中」更換為「溶於45份水中」，其餘同於實施例3。性能見表3。

對比例13

將實施例3中「溶於35份水中」更換為「溶於15份水中」，其餘同於實施例3。性能見表3。

對比例14

將實施例3中「與Na2O·1.2SiO2重量比為100:16」更換為「與Na2O·1.2SiO2重量比為100:8」，其餘同於實施例3。性能見表3。

對比例15

將實施例3中「與Na2O·1.2SiO2重量比為100:16」更換為「與Na2O·1.2SiO2重量比為100:25」，其餘同於實施例3。性能見表3。

表2.地聚合物基自流平地面材料性能(參考JCT985-2005)

表3.地聚合物基自流平地面材料性能(參考JCT985-2005)

最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的若干個具體實施例。顯然，本發明不限於以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。