一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿。由普通硅酸鹽水泥、河砂、磷渣粉、礦渣粉、磷渣粉活性激發(fā)劑、纖維素醚、聚丙烯纖維、木纖維、改性凹凸棒土、消泡劑和減水劑制備而成。本發(fā)明中磷渣粉平均粒徑為(30-40)μm，其氮吸附測定的比表面積為（350-400）m2/kg，質(zhì)量系數(shù)K為1.3-1.4，具有一定的潛在火山灰活性；本發(fā)明的干粉抗裂砂漿操作方便，易于控制，現(xiàn)場加水?dāng)嚢韬蠹纯墒褂?，具有流動性好、保水性好、黏結(jié)強(qiáng)度高、防水抗?jié)B效果好、抗裂性能強(qiáng)等特性。本發(fā)明產(chǎn)品既可適用于外墻保溫聚苯乙烯泡沫板、擠塑板粘結(jié)和抹面，也可用于易裂部位的修補(bǔ)和舊墻瓷磚翻新等場合。本發(fā)明可有效利用磷渣粉，提高磷渣粉的附加價(jià)值，提高社會效益和環(huán)境效益；同時(shí)可降低抗裂砂漿的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境要求的不斷提高，外墻保溫系統(tǒng)的優(yōu)勢逐漸被人們所重視，外墻保溫技術(shù)得到了長足的發(fā)展。新型墻體材料不斷涌現(xiàn)，在新型墻體材料的使用過程中，墻體開裂滲漏的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。與外墻外保溫技術(shù)配套的抹面抗裂砂漿也成為人們研究的重點(diǎn)。目前市場上已有多種干粉抗裂砂漿，但是由于易開裂、收縮大、成本高等問題限制了干粉抗裂砂漿推廣應(yīng)用。研制工作性能好，抗?jié)B抗裂性能好，成本低的抗裂砂漿已勢在必行。與此同時(shí)，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，對優(yōu)質(zhì)摻合料的需求也越來越大。但目前市場上優(yōu)質(zhì)的摻合料礦渣粉和粉煤灰，在不同區(qū)域已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的緊缺，新的摻合料開發(fā)應(yīng)用也勢在必行。
[0003]磷渣是高溫電爐提煉黃磷過程中排放的一種工業(yè)廢渣。工業(yè)上每生產(chǎn)It黃磷，大約產(chǎn)生(8-10) t磷渣。我國2012年(1-12)月共開采磷礦石9529.46萬t，生產(chǎn)近900萬t磷，產(chǎn)生的磷渣達(dá)9000多萬t。加上歷年的累積，存量驚人！如此大量磷渣，目前主要以工業(yè)廢棄物的形式堆放處理，不僅占用大量土地，而且污染堆放附近的土壤和水體。電爐法制備黃磷以磷礦石作為原料，以焦炭作為磷的還原劑，以硅石作為磷的成渣劑。提煉黃磷時(shí)，成渣劑中SiO2熔點(diǎn)降低，在(1350-1400) °C與磷礦石中的鈣化合，形成以硅酸鈣為主要成分的熔融爐渣，經(jīng)高壓水淬處理，形成顆粒狀磷渣。經(jīng)高壓水淬處理的磷渣，主要以玻璃體形式存在，而且其主要化學(xué)組分與礦粉和粉煤灰相似，都是SiO2, CaO和Al2O3等化合物。磨細(xì)的磷渣具有一定的潛在活性，可以作為摻合料使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提 供一種制備成本低，流動性好，保水性能好，抗裂抗?jié)B性能好，操作方便，安全環(huán)保的干粉抗裂砂漿。
[0005]本發(fā)明提出的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿就是利用磷渣粉作為摻合料制備出的干粉抗裂砂漿。由普通硅酸鹽水泥、河砂、磷渣粉、礦渣粉、磷渣粉活性激發(fā)劑、纖維素醚、聚丙烯纖維、木纖維、改性凹凸棒土、消泡劑和減水劑制備而成。本發(fā)明的干粉抗裂砂漿操作方便，易于控制，現(xiàn)場加水?dāng)嚢韬蠹纯墒褂?，具有流動性好、保水性好、黏結(jié)強(qiáng)度高、防水抗?jié)B效果好、抗裂性能強(qiáng)等特性。本發(fā)明不僅可以提高抗裂砂漿的抗?jié)B抗裂性能，改善抗裂砂漿的工作性能，降低干粉抗裂砂漿的生產(chǎn)成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，還可以解決磷渣堆積對環(huán)境和土地的污染問題，變廢為寶，提高環(huán)境效益；同時(shí)磷渣粉在砂漿中的應(yīng)用，也可以緩解目前市場上優(yōu)質(zhì)混合材緊缺的問題。
[0006]本發(fā)明提出的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，由普通硅酸鹽水泥、河砂、磷渣粉、礦渣粉、磷渣粉活性激發(fā)劑、纖維素醚、改性凹凸棒土、聚丙烯纖維、木纖維、消泡劑和減水劑組成，各組分的重量比為:普通硅酸鹽水泥100
河砂300-450
磷渣粉30-50
礦渣粉10-30
磷渣粉活性激發(fā)劑3-6
纖維素醚0.05-0.50
改性凹凸棒土3-9
聚丙烯纖維0.30-0.80
木纖維0.10-0.50
消泡劑0.02-0.10
減水劑0.05-0.50。
[0007]各組份較佳的重量比為:
普通硅酸鹽水泥100
河砂350-400
磷渣粉35-40
礦渣粉15-20
磷渣粉活性激發(fā)劑4-5
纖維素醚0.10-0.20
改性凹凸棒土4-6
聚丙烯纖維0.40-0.50
木纖維0.15-0.25
消泡劑0.05-0.08
減水劑0.15-0.30。
[0008]本發(fā)明中，所述普通硅酸鹽水泥為52.5級普通硅酸鹽水泥或42.5級普通硅酸鹽
水泥中的一種。
[0009]本發(fā)明中，所述河砂屬于中砂，細(xì)度模數(shù)為2.4-2.6，堆積密度為(1350-1400) kg/m3。
[0010]本發(fā)明中，所述磷渣粉平均粒徑為(30-40) μ m，其氮吸附測定的比表面積為
(350-400)m2/kg，質(zhì)量系數(shù) K 為 1.3-1.4。
[0011]本發(fā)明中，所述礦渣粉平均粒徑為(30-70) μ m，氮吸附測定的比表面積為
(300-500)m2/kg，質(zhì)量系數(shù) K 為 1.9-2.1。
[0012]本發(fā)明中，所述磷渣粉激發(fā)劑是由電石渣、脫硫石膏、硅酸鈉、硫酸鋁和氫氧化鈉
按照1: 0.75: 0.75: 0.5: 0.5的質(zhì)量比例復(fù)配而成。
[0013]本發(fā)明中，所述纖維素醚為羥甲基丙基纖維素醚(HPMC)，其粘度為10，OOOmPa.S。
[0014]本發(fā)明中，所述改性凹凸棒土細(xì)度為(200-300)目。
[0015]本發(fā)明中，所述聚丙烯纖維長度為(8-10) mm。
[0016]本發(fā)明中，所述木纖維長度為(2-4) mm。
[0017]本發(fā)明中，所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷。
[0018]本發(fā)明中，所述減水劑為聚竣Ife系減水劑。[0019]本發(fā)明提出的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿的制備方法，具體步驟如下:按前述重量比例稱普通硅酸鹽水泥、河砂、磷渣粉、礦渣粉、磷渣粉活性激發(fā)劑、纖維素醚、改性凹凸棒土、聚丙烯纖維、木纖維、消泡劑和減水劑，投入攪拌機(jī)，通過機(jī)械攪拌均勻后，即得
所需產(chǎn)品。
[0020]本發(fā)明提出的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿的使用方法，具體步驟如下:準(zhǔn)確稱取摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿和水，先將水加入攪拌機(jī)，隨著攪拌機(jī)葉片轉(zhuǎn)動，將摻有磷渣粉的抗裂砂漿勻速投入攪拌機(jī)。攪拌均勻后即可施工。加水量為本發(fā)明材料重量的I2%-18%。
[0021]本發(fā)明中，普通硅酸鹽水泥、礦渣粉和磷渣粉作為膠凝材料，纖維素醚和改性凹凸棒土作為砂漿保水增稠材料，河砂作為集料，磷渣粉活性激發(fā)劑用來激發(fā)磷渣的活性。
[0022]礦渣粉成分與水泥熟料相似，其中SiO2, CaO和Al2O3總含量約達(dá)90%，主要以硅酸鹽和鋁酸鹽的玻璃體形式存在，其平均粒徑為(30-70) μ m左右，所以活性很高，其水化生成的水化硅酸鈣凝膠和水化鋁酸鈣凝膠能夠促進(jìn)體系的強(qiáng)度發(fā)展。
[0023]磷渣粉的成分和礦渣粉相似，其中SiO2, CaO和Al2O3總含量約達(dá)90%，主要以硅酸鹽的玻璃體形式存在，其平均粒徑為(30-40) μ m左右，所以具有一定的潛在火山灰活性。而且磷渣粉中含有的P2O5能引起膠凝體系的緩凝，剛好能夠起到調(diào)節(jié)砂漿凝結(jié)時(shí)間的作用。磷渣粉抑制了水泥早期水化，使得水化反應(yīng)得以緩慢進(jìn)行，這樣反而使得晶體“生長發(fā)育”得更好，水化產(chǎn)物的質(zhì)量提高。這樣摻有磷渣粉的膠凝體系的后期結(jié)構(gòu)更加緊密，晶體生長更加完整，抗裂砂漿內(nèi)部孔隙率下降，后期化學(xué)收縮減小。這是抗裂砂漿收縮減小，不開裂的一個(gè)重要原因。磷渣激發(fā)劑充分利用堿激發(fā)、硫酸鹽激發(fā)以及復(fù)合激發(fā)作用來激發(fā)磷渣粉的活性，改善磷渣粉的摻入對砂漿性能的不利影響。
[0024]本發(fā)明的抗裂砂漿中礦渣粉、硅酸鹽水泥以及磷渣粉三種膠凝材料配合使用，可以起到復(fù)合膠凝的效應(yīng)，達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的效果:利用礦渣粉改善膠凝體系的早期強(qiáng)度；而利用磷渣粉彌補(bǔ)膠凝體系后期強(qiáng)度差的缺陷，這三者就形成一個(gè)強(qiáng)度發(fā)展的“梯隊(duì)”，早期是礦渣粉和水泥提供強(qiáng)度，后期是磷渣粉提供強(qiáng)度，這樣就保證了膠凝體系的結(jié)構(gòu)更夠得到充分發(fā)展，致密度不斷提高，強(qiáng)度能夠持續(xù)的發(fā)展。
[0025]本發(fā)明中纖維素醚和改性凹凸棒土是干粉抗裂砂漿的保水增稠材料，提高砂漿的粘稠性和保水性能；同時(shí)提高砂漿的高粘合性，耐磨性和柔韌性。砂漿內(nèi)的纖維素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保證了膠凝材料在體系中有效地均勻分布，使砂漿體系更穩(wěn)定，也提高了砂漿在攪拌過程的流動性和施工的滑爽性。纖維素醚由于自身分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使砂漿中的水分不易失去，并在較長的一段時(shí)間內(nèi)逐步釋放，賦予砂漿良好的保水性和工作性。
[0026]凹凸棒土是一種具鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。改性性凹凸棒土是針狀晶體纖維形成的錯(cuò)綜交叉的束狀集合體。集合體在砂漿中，能包裹砂子等大顆粒從而防止砂子在砂漿中的沉降。改性凹凸棒土可以提高砂漿的粘稠度、保水率和觸變性。
[0027]本發(fā)明中的聚丙烯纖維和木纖維主要用于改善砂漿的脆性，減少砂漿塑性收縮，提高砂漿的韌性、 抗沖擊性能和抗裂性能。纖維在砂漿中呈三維亂向分布，當(dāng)砂漿中一旦有裂縫產(chǎn)生時(shí)，纖維與裂縫的前端相交，可以削弱甚至消除裂縫引起的拉應(yīng)力，使裂縫的發(fā)展得到有效的控制。木纖維具有一定的柔韌性，木纖維在砂漿的凝結(jié)硬化過程中抑制了砂漿的收縮，提高了砂漿的抗干縮開裂性，改善砂漿的組織結(jié)構(gòu)，從而使砂漿成為具有一定韌性的結(jié)構(gòu)體。
[0028]減水劑的加入可以降低砂漿用水量，提高其流變性及可塑性，使砂漿結(jié)構(gòu)密使，強(qiáng)度提高，收縮減少，壽命延長。消泡劑可以減少抗裂砂漿拌制中纖維素醚和減水劑引入的氣泡和水泥顆粒間的堆積空隙等有害孔，提高體系的密度、強(qiáng)度和光潔度。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0030]實(shí)施例1，一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，按52.5級普通硅酸鹽水泥100，河砂300，磷渣粉30，礦渣粉10，磷渣粉活性激發(fā)劑3，纖維素醚0.05，改性凹凸棒土 3，聚丙烯纖維0.30，木纖維0.10，消泡劑0.02，聚羧酸高效減水劑0.05的重量比配制而成。按照干粉抗裂砂漿重量的12%加水?dāng)嚢杈鶆?，即得所需產(chǎn)物。性能測試結(jié)果見表1。
[0031]實(shí)施例2，一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，按42.5級普通硅酸鹽水泥100，河砂400，磷渣粉40，礦渣粉20，磷渣粉活性激發(fā)劑4，纖維素醚0.20，改性凹凸棒土 6，聚丙烯纖維0.50，木纖維0.30，消泡劑0.06，聚羧酸高效減水劑0.15的重量比配制而成。按照干粉抗裂砂漿重量的15%加水?dāng)嚢杈鶆颍吹盟璁a(chǎn)物。性能測試結(jié)果見表1。
[0032]實(shí)施例3，一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，按52.5級普通硅酸鹽水泥100，河砂450，磷渣粉50，礦渣粉30，磷渣粉活性激發(fā)劑6，纖維素醚0.50，改性凹凸棒土 9，聚丙烯纖維0.80，木纖維0.50，消泡劑0.10，聚羧酸高效減水劑0.50的重量比配制而成。按照干粉抗裂砂漿重量的18%加水?dāng)嚢杈鶆?，即得所需產(chǎn)物。性能測試結(jié)果見表1。
[0033]表1實(shí)施例性能測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于由普通硅酸鹽水泥、河砂、磷渣粉、礦渣粉、磷渣粉活性激發(fā)劑、纖維素醚、改性凹凸棒土、聚丙烯纖維、木纖維、消泡劑和減水劑組成，各組分的重量比為: 普通硅酸鹽水泥100 河砂300-450 磷渣粉30-50 礦渣粉10-30 磷渣粉活性激發(fā)劑3-6 纖維素醚0.05-0.50 改性凹凸棒土3-9 聚丙烯纖維0.30-0.80 木纖維0.10-0.50 消泡劑0.02-0.10 減水劑0.05-0.50。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于各組份的重量比為: 普通硅酸鹽水泥100 河砂350-400 磷渣粉35-40 礦渣粉15-20 磷渣粉活性激發(fā)劑4-5 纖維素醚0.10-0.20 改性凹凸棒土4-6 聚丙烯纖維0.40-0.50 木纖維0.15-0.25 消泡劑0.05-0.08 減水劑0.15-0.30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述普通硅酸鹽水泥為52.5級普通硅酸鹽水泥或42.5級普通硅酸鹽水泥中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述河砂屬于中砂，細(xì)度模數(shù)為2.4-2.6，堆積密度為(1350-1600) kg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述磷渣粉平均粒徑為(30-40 ) μ m，其氮吸附測定的比表面積為(350-400 ) m2/kg，質(zhì)量系數(shù)K為1.3-1.4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述礦渣粉平均粒徑為(30-70) μπι，氮吸附測定的比表面積為(300-500)m2/kg，質(zhì)量系數(shù)K為1.9-2.1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述磷渣粉激發(fā)劑是由電石渣、脫硫石膏、硅酸鈉、硫酸鋁和氫氧化鈉，按照1: 0.75: 0.75: 0.5: 0.5的質(zhì)量比例復(fù)配而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述纖維素醚為羥甲基丙基纖維素醚，其粘度為10，OOOmPa.S。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述改性凹凸棒土細(xì)度為(200-300)目，所述聚丙烯纖維長度為(8-10) mm,所述木纖維長度為(2_4) mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有磷渣粉的干粉抗裂砂漿，其特征在于所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷，所述減水劑為`聚羧酸系減水劑。
【文檔編號】C04B28/08GK103553514SQ201310518196
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】孫振平, 陳明, 孫梔子 申請人:同濟(jì)大學(xué)