本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用花崗巖石粉制備的抗裂薄層砌筑砂漿。
背景技術(shù)：
隨著建筑石材加工行業(yè)的發(fā)展，我國已成為世界最大的石材生產(chǎn)、消費和出口大國，石材開采、加工過程產(chǎn)生的廢棄石粉也日益增多、堆積成山，造成了嚴重的環(huán)境污染問題，同時反向制約著石材業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。關(guān)于廢棄石粉的綜合利用，國內(nèi)外已有不少研究，主要是用廢棄石粉制作陶瓷、板材、涂料以及石粉磚方面的研究（梁月清，讓廢棄石粉變?yōu)樾滦徒ú腫j].福建建材，2006(1):9-11.），而用其制作薄層砌筑砂漿卻鮮有研究。由于花崗巖石粉超細又缺乏活性，水泥砂漿及砂漿生產(chǎn)中利用率極低，如何巧妙地利用花崗巖石粉的細度以及石粉和砌塊材質(zhì)的相近性研制薄層砌筑砂漿，變廢為寶，是迫切要解決的問題。
同時，由于廢棄石粉的加入，導(dǎo)致水泥砂漿的抗裂性能與韌性降低，為此，需要進行增韌，本發(fā)明增韌材料用改性埃洛石，采用增韌效能優(yōu)異的改性埃洛石和羥乙基纖維素，通過多步驟表面改性反應(yīng)，將兩種增韌材料有效結(jié)合，從而形成一種獨特的復(fù)合增韌體系。制備出的改性埃洛石能在水泥砂漿中充分分散，有效發(fā)揮材料協(xié)同增韌的效果，賦予水泥砂漿良好的韌性、各向同性、抗疲勞性，是一種高性能水泥砂漿增韌材料。
綜上所述，利用花崗巖石粉完全取代天然砂或機制砂生產(chǎn)薄層砌筑砂漿具有巨大的市場潛力，既實現(xiàn)了廢棄石粉的資源化利用，又促進了薄層砌筑砂漿的生產(chǎn)，有效解決了蒸壓加氣水泥砂漿砌塊與砂漿的匹配問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用花崗巖石粉制備的抗裂薄層砌筑砂漿，其同時具有高保水性、粘結(jié)性強、施工性能良好等優(yōu)點，尤其適用于高精度蒸壓加氣水泥砂漿砌塊的干法薄層砌筑，能極大提高墻體的整體性能和墻體基層的平整度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種利用花崗巖石粉制備的抗裂薄層砌筑砂漿，由以下按重量分數(shù)計的原料組成：花崗巖石粉40%~60%，水泥18%~30%，超細礦粉15%~25%，生石灰4%~6%，改性埃洛石增韌材料2~5%，聚合物膠粉0.5~1%，氯化鈣0.03~0.05%，高效減水劑0.02~0.04%；以上各原料重量分數(shù)之和為100%。
所述花崗巖石粉為石材加工廠所產(chǎn)生的廢棄石粉，粒徑為0.01~0.08mm。
所述超細礦粉為鉛鋅礦渣磨細粉，粒徑為0.01~0.08mm。
所述聚合物膠粉是veova可再分散性乳膠粉，但不僅限于該種類膠粉。
所述高效減水劑為中濃型(na2so4含量3wt%~10wt%)萘系減水劑。
由于上述技術(shù)方案的應(yīng)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：
本發(fā)明利用膠粉的早期、水泥的中期以及石粉激活超細礦粉的后期三種復(fù)合交替的膠凝作用，并通過添加減水劑來保證砌筑砂漿的抗壓和粘結(jié)強度。此外，利用改性埃洛石增韌材料、膠粉、氯化鈣、高效減水劑和生石灰水化生成ca(oh)2的復(fù)合作用增加砂漿的保水性并減少收縮。
本發(fā)明所述花崗巖石粉薄層砌筑砂漿大量利用了廢棄物花崗巖石粉和超細礦粉，不僅對廢棄物實現(xiàn)了資源化利用，從原材料降低了生產(chǎn)成本，而且緩解了建設(shè)用砂緊張問題。與此同時，薄層砂漿的使用減少了單位砂漿用量，不僅綜合降低了成本，而且砌筑灰縫厚度在5mm以下，實現(xiàn)了與蒸壓加氣水泥砂漿砌塊的完美結(jié)合，極大提高了墻體整體自保溫性能。此外，砂漿具有高保水性、粘結(jié)性強且施工性能良好，可進行干法施工，不僅無需提前對蒸壓加氣水泥砂漿砌塊灑水處理，而且減少了內(nèi)墻抹灰及外墻保溫程序，僅需一道膩子批涂進行飾面保護，明顯縮短施工周期與總體進度。
改性埃洛石增韌材料的制備方法，包括以下步驟：
1）將經(jīng)活化處理的埃洛石和氯化亞砜分散在有機溶劑j中，在30-50℃下攪拌5-12h后，在20khz、100kw的超聲波清洗機中于60-80℃下超聲8-12h，然后以3500-5000rpm的轉(zhuǎn)速離心20-30min，分離固體并經(jīng)有機溶劑k洗凈后，再在30-40℃下真空干燥24-48h；
2）將經(jīng)步驟1）處理后的埃洛石、雙官能團有機化合物和3-甲基吡啶在有機溶劑j中混合，在40-50℃下攪拌3-12h后，在氮氣保護下、在20khz、100kw的超聲波清洗機中于80-90℃下超聲反應(yīng)5-8h后，蒸除3-甲基吡啶和有機溶劑j，再經(jīng)混合溶劑l洗凈后，在10-20℃下真空干燥24-36h；
3）將經(jīng)步驟2）處理后的埃洛石和三聚氯氰在四氫呋喃中混合，在0-10℃下攪拌12-24h，在20khz、100kw的超聲波清洗機中于0-10℃下超聲2-6h后，再在0-10℃下反應(yīng)30-72h后，經(jīng)四氫呋喃洗凈，在10-15℃下真空干燥24-48h；
4）將經(jīng)步驟3）處理后的埃洛石在n-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有羥乙基纖維素的吡啶溶液中，在10-20℃下攪拌3-10h，在40khz、200kw的超聲波清洗機中于10-20℃下超聲1-3h，在氮氣保護下升溫至40-60℃恒溫反應(yīng)24-48h后，再升溫至83-95℃恒溫反應(yīng)24-48h，蒸除溶劑，用水洗凈后，在50℃下真空干燥24-48h后得到改性埃洛石產(chǎn)品。
上述步驟1）中經(jīng)活化處理的埃洛石用量為1-20kg，氯化亞砜用量為5-50kg；有機溶劑j用量為30-200l。
上述步驟1）中的有機溶劑j為二甲苯、n-甲基吡咯烷酮或n,n’-二甲基甲酰胺中的一種。
上述步驟1）中的有機溶劑k為四氫呋喃或丙酮中的一種。
上述步驟2）中的埃洛石用量為3-20kg，雙官能團有機化合物用量為1-5kg，3-甲基吡啶用量為1-5l，有機溶劑j用量為50-200l。
上述步驟2）中的雙官能團有機化合物為乙二醇和1,3-丙二醇中的一種。
上述步驟2）中的混合溶劑l由乙醇、丙酮和水組成，其中乙醇、丙酮和水的體積比為3:1:6。
上述步驟3）中的埃洛石用量為2-18kg，三聚氯氰用量為0.5-5kg，四氫呋喃用量為50-200l。
上述步驟4）中的埃洛石用量為2-15kg，n-甲基吡咯烷酮用量為50-260l，羥乙基纖維素用量為1-5kg，吡啶用量為20-80l。
上述步驟4）中的羥乙基纖維素的粘均分子量為5000-30000，取代度為0.5-2.5。
在上述步驟1）之前增加埃洛石的活化處理步驟：
（1）取埃洛石，經(jīng)機械粉碎處理并用400目篩選后待用；
（2）在兩個相同的12l尼龍罐中各裝入55顆直徑為5mm的不銹鋼球和50顆直徑為10mm的不銹鋼球，然后分別加入經(jīng)步驟（1）處理后的埃洛石5kg，再分別滴加500ml無水乙醇，并用尼龍蓋密封；將兩個球磨罐對稱地放入行星式球磨機中，在轉(zhuǎn)速為300rpm、且每60分鐘自動轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨45-50h后，得到平均長度為180-200nm的短切埃洛石；
（3）取步驟（2）處理得到的短切埃洛石加入到ph為8、濃度為12wt%的tween40的水溶液中超聲20h，過濾，用水洗凈后，于65-67℃下真空干燥24h后待用。
所述的埃洛石為市售，其主要規(guī)格：性狀：白色粉末；密度：2.4-2.5g/cm3；組成成分：sio2：58.23、al2o3：40.96、fe2o3：0.34、tio2：0.15、p2o5：0.14；管外徑：40-60nm；管內(nèi)徑：15-20nm；長度：<1.1μm；比表面積：52.6m2/g。
所述的tween40(casno.9005-66-7)為市售，其主要規(guī)格：性狀：琥珀色油狀液體；酸值(kohmg/g)：≤2.0；羥值(kohmg/g)：85-100；hlb值：15.5；皂化值(kohmg/g)：40-55；水份(%)：≤2.5。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案有如下有益效果：
1）本發(fā)明所提供的水泥砂漿增韌用改性埃洛石對環(huán)境友好，在水中具有良好的分散性；該改性埃洛石的制備條件容易滿足，且原料來源豐富，成本較低；
2）本發(fā)明的水泥砂漿增韌用改性埃洛石，采用增韌效能優(yōu)異的改性埃洛石和羥乙基纖維素，通過多步驟表面改性反應(yīng)，將兩種增韌材料有效結(jié)合，從而形成一種獨特的復(fù)合增韌體系。制備出的改性埃洛石能夠在水泥砂漿中充分分散，有效發(fā)揮材料協(xié)同增韌的效果，賦予水泥砂漿整體具有良好的韌性、各向同性、抗疲勞性，是一種高性能水泥砂漿增韌材料。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步地詳細介紹，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。
實施例1
一種利用花崗巖石粉制備的抗裂薄層砌筑砂漿，由以下按重量分數(shù)計的原料組成：花崗巖石粉56%，水泥20%，超細礦粉16%，生石灰5%，改性埃洛石增韌材料2.43%，聚合物膠粉0.5%，氯化鈣0.05%，高效減水劑0.02%。
改性埃洛石增韌材料的制備方法，包括以下步驟：
1）將經(jīng)活化處理的埃洛石20kg和氯化亞砜30kg分散在100l二甲苯中，在40℃下攪拌8h后，在20khz、100kw的超聲波清洗機中于70℃下超聲10h，然后以4000rpm的轉(zhuǎn)速離心25min，分離固體并經(jīng)四氫呋喃洗凈后，再在35℃下真空干燥32h；
2）將經(jīng)步驟1）處理后的埃洛石20kg、乙二醇3kg和3-甲基吡啶3l在100l二甲苯中混合，在45℃下攪拌8h后，在氮氣保護下、在20khz、100kw的超聲波清洗機中于85℃下超聲反應(yīng)6h后，蒸除3-甲基吡啶和二甲苯，再經(jīng)混合溶劑l洗凈后，在15℃下真空干燥30h；
3）將經(jīng)步驟2）處理后的埃洛石18kg和三聚氯氰3kg在100l四氫呋喃中混合，在5℃下攪拌16h，在20khz、100kw的超聲波清洗機中于5℃下超聲4h后，再在5℃下反應(yīng)45h后，經(jīng)四氫呋喃洗凈，在12℃下真空干燥36h；
4）將經(jīng)步驟3）處理后的埃洛石15kg在200ln-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有3kg羥乙基纖維素的60l吡啶溶液中，在15℃下攪拌8h，在40khz、200kw的超聲波清洗機中于15℃下超聲2h，在氮氣保護下升溫至50℃恒溫反應(yīng)32h后，再升溫至90℃恒溫反應(yīng)32h，蒸除溶劑，用水洗凈后，在50℃下真空干燥36h后得到改性埃洛石產(chǎn)品。
所測性能指標為：保水率99.9%，抗壓強度8.16（mpa）,粘結(jié)強度0.45（mpa），收縮率0.14%。
實施例2
一種利用花崗巖石粉制備的抗裂薄層砌筑砂漿，由以下按重量分數(shù)計的原料組成：花崗巖石粉50%，水泥24%，超細礦粉18%，生石灰4%，改性埃洛石增韌材料3%，聚合物膠粉0.92%，氯化鈣0.05%，高效減水劑0.03%。
改性埃洛石增韌材料的制備方法，包括以下步驟：
1）將經(jīng)活化處理的埃洛石20kg和氯化亞砜30kg分散在100l二甲苯中，在40℃下攪拌8h后，在20khz、100kw的超聲波清洗機中于70℃下超聲10h，然后以4000rpm的轉(zhuǎn)速離心25min，分離固體并經(jīng)四氫呋喃洗凈后，再在35℃下真空干燥32h；
2）將經(jīng)步驟1）處理后的埃洛石20kg、乙二醇3kg和3-甲基吡啶3l在100l二甲苯中混合，在45℃下攪拌8h后，在氮氣保護下、在20khz、100kw的超聲波清洗機中于85℃下超聲反應(yīng)6h后，蒸除3-甲基吡啶和二甲苯，再經(jīng)混合溶劑l洗凈后，在15℃下真空干燥30h；
3）將經(jīng)步驟2）處理后的埃洛石18kg和三聚氯氰3kg在100l四氫呋喃中混合，在5℃下攪拌16h，在20khz、100kw的超聲波清洗機中于5℃下超聲4h后，再在5℃下反應(yīng)45h后，經(jīng)四氫呋喃洗凈，在12℃下真空干燥36h；
4）將經(jīng)步驟3）處理后的埃洛石15kg在200ln-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有3kg羥乙基纖維素的60l吡啶溶液中，在15℃下攪拌8h，在40khz、200kw的超聲波清洗機中于15℃下超聲2h，在氮氣保護下升溫至50℃恒溫反應(yīng)32h后，再升溫至90℃恒溫反應(yīng)32h，蒸除溶劑，用水洗凈后，在50℃下真空干燥36h后得到改性埃洛石產(chǎn)品。
所測性能指標為：保水率99.9%，抗壓強度9.96（mpa）,粘結(jié)強度0.56（mpa），收縮率0.12%。
將上述材料按照比例加入砂漿攪拌機中混合攪拌均勻后，即得本發(fā)明的預(yù)拌干粉薄層砌筑砂漿。實際施工時，按照水料比3.5:1摻水攪拌3~5min即可使用。經(jīng)工程實測，實例1~3所得的花崗巖石粉薄層砌筑砂漿的不僅保水性高、粘結(jié)性強，而且施工垂直度和平整度很高，可以滿足省掉22~25mm厚抹灰找平層，直接抹2mm抗裂層或膩子層要求，可以節(jié)約大量的人工費和材料費，大大縮短了工期，工程總造價可降低10%左右。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其他形式的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。