一种抗裂、抗渗砂浆及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种抗裂、抗渗砂浆及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明一种抗裂、抗渗砂浆，由以下重量份的组分制成：水泥450～650份；水250～270份；细骨料1200～1500份；膨胀剂1～3份；抗渗剂1～3份；纤维0.4～1.2份；减水剂2.5～4.5份。本发明所配制砂浆，和易性好，其凝结时间可以通过调整外加剂的用量控制，施工时间便于控制，易于施工，由于砂浆加入抗裂纤维、抗渗剂、膨胀剂等材料，砂浆抗裂、抗渗综合性能得到了提高，有效地提高了工程的耐久性，该砂浆的配制方法简单、方便操作、可广泛推广应用。
【专利说明】
-种抗裂、抗渗砂浆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明具体设及一种抗裂、抗渗砂浆及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 对于海工建筑、海砂建筑和盐碱地区建筑，沿海地区或周围环境中含有大量的氯 离子和硫酸根离子，易对钢筋及砂浆产生腐蚀效应，降低砂浆碱度，破坏钢筋表面的纯化 膜，引发钢筋诱蚀和膨胀，进一步导致砂浆保护层开裂和剥落，结构使用功能和力学性能不 断劣化，同时受当地气候旱季高溫少雨，多风；雨季潮湿多雨等气候影响，降低了建筑物的 耐久性，建筑物的外墙往往出现开裂、渗水、渗白现象，十分影响建筑的外观和使用性。为 此，国内外专家提出种种措施提高砂浆结构的抗裂能力。
[0003] 而现代建筑中时常设及到砂浆施工，如高层楼房基础、大型设备基础、高炉基础、 水利大巧等。它主要的特点就是表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部升溫比较 快。砂浆内外溫差较大时，会使砂浆产生溫度裂缝，影响结构安全和正常使用。此外，由于环 境溫度的影响，若施工当地气溫较高，砂浆诱筑成型后内外溫差较大也易产生溫度裂缝。
[0004] 近年来随着国民经济的发展和生活水平的提高，建筑物外墙使用的材料品种越来 越多，但是外墙出现渗水的现象也慢慢地多起来了。对此现象，工程界的分析不尽相同，归 纳起来主要有二种意见:一种意见认为渗漏现象是使用了新型墙体材料所致;一种意见认 为与墙材无关，主要是施工不当所为。在房屋建筑的施工过程中，砂浆抹灰是其中一项非常 重要的内容。在运个过程中，如果原材料不规范或者是工人在施工的过程中技术不过关或 者操作不规范的情况下，都有可能导致砂浆抹灰饰面的外墙渗漏现象出现。此外，在外墙抹 灰面的地方，由于抹灰的砂浆产生收缩W及在施工时候可能出现的不规范操作，都可能导 致在抹灰的局部可能会出现空鼓甚至裂缝，运些都是引起渗漏的因素。
[0005] 特别是在一些沿海地区，海水或者空气中含有大量腐蚀性的分子或者离子，对建 筑墙面等具有严重的腐蚀性，一旦墙面开裂，不但会影响外观，导致墙面出现渗水等现象， 严重的更是威胁人畜的安全。因此研发一种本身具有抗裂、抗渗，且高强度的砂浆是是非必 要的。
[0006] 专利CN 105174857A公开了一种纤维砂浆预制构件，解决了现有砂浆预制构件易 腐蚀、开裂、防火能力差等问题，所述纤维砂浆由W下重量份的原料组成:水泥300~500份， 砂600~800份，骨料700~900份，钢纤维或碳纤维15~25份，聚丙乙締10~20份，苯酪2~5 份，聚乙締醇2~5份，醋酸醋2~5份，减水剂15~50份，阻诱剂15~50份，矿渣30~100份。该 砂浆预制构件采用多种纤维为原料，其成本较高，且防开裂的功能有限，不适用于沿海地区 防腐蚀砂浆。其防腐性能主要是通过在纤维砂浆中添加阻诱剂减水剂的同时，在实屯、粧上 还设置防腐树脂层来实现的，其制备工艺复杂。
【发明内容】
[0007] 本发明解决的技术问题是提供一种成本低，具有抗裂、抗渗性能要求的砂浆。
[0008] 本发明一种抗裂、抗渗砂浆，由W下重量份的组分制成： 水泥 450~郎0悅； 水 250~27日份； 细骨料 120日~巧00份；
[0009] 膨胀剂 1~3份； 抗滲剂 1~3份； 纤维 巧:.4~1.2份； 减水剂 2.日~4 5份。
[0010] 其中，所述的水泥优选为普通娃酸盐水泥，更优选为42.5R水泥。
[0011] 所述细骨料优选为河砂，更优选采用细度模数2.7~2.9的河砂，更优选采用细度 模数2.84的河砂。
[0012] 上述所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其中所述纤维为聚丙締纤维、聚醋纤维、聚酷胺 纤维、聚乙締醇纤维、聚丙締腊纤维、聚氯乙締纤维中的至少一种，优选为聚丙締纤维。
[0013] 上述所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其中所述膨胀剂为硫侣酸巧类、硫侣酸巧-氧化 巧类、氧化巧类中的至少一种;优选为硫侣酸巧类中的一种。
[0014] 本领域常用的减水剂均适用于本发明，优选的，所述减水剂为聚簇酸系减水剂、糞 系减水剂、木质横酸盐减水剂中的至少一种，更优选为聚簇酸系减水剂。
[0015] 上述所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其中所述抗渗剂为氯化铁、娃灰粉末、错化合物 脂肪酸、错化合物脂肪酸盐、甲基娃醇钢、乙基娃醇钢、聚乙基径基硅氧烷、石蜡、地渐青、橡 胶及水溶性树脂乳液中的至少一种;优选为氯化铁、甲基娃醇钢、聚乙基径基硅氧烷、水溶 性树脂乳液中的至少一种。
[0016] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种抗裂、抗渗砂浆，优选由W下重 量份的组分制成： 水泥 472:檢； 水 2削份；
[0017] 细骨料 1416份； 膨胀剂 1. 5份； 抗渗剂 1. 8份；
[001引纤维 0.8份； 减水剂 3. 78份。
[0019] 本发明解决的第二个技术问题是提供本发明所述一种抗裂、抗渗砂浆的制备方 法。
[0020] 依次将水泥、河砂、膨胀剂、抗渗剂、纤维加入砂浆揽拌机中揽拌均匀，同时将减水 剂加入到砂浆揽拌用水中混合均匀，然后将水和减水剂混合液体加入到砂浆揽拌机中，充 分揽拌1~3min后，取出，施工后得一种沿海地区抗裂、抗渗砂浆。
[0021] 本发明主要通过选取砂浆水泥、砂、石、外加剂等原材料，进行砂浆配合比设计，在 砂浆配合比中添加一定成分的抗渗剂、膨胀剂、减水剂和一定量的纤维，不添加矿物渗和 料，从而降低砂浆的水化热。通过砂浆配合比设计实验，采用特定组分及配比制备出满足沿 海地区环境下抗裂特性的砂浆。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明所配制 砂浆，和易性好，其凝结时间可W通过调整外加剂的用量控制，施工时间便于控制，易于施 工，由于砂浆加入抗裂纤维、抗渗剂、膨胀剂等材料，砂浆抗裂、抗渗综合性能得到了提高， 有效地提高了工程的耐久性，该砂浆的配制方法简单、方便操作、可广泛推广应用。
【具体实施方式】
[0022] 本发明一种抗裂、抗渗砂浆，由W下重量份的组分制成： 水泥 450~能0份； 水 250~27日份； 细骨料 巧()日~巧烘3份；
[002；3] 膨胀綱 1~3份； 抗渗剂 1~3份； 纤维 0. 4~L2份； 减水剂 2. 5~4. 5份。
[0024] 其中，所述的水泥优选为普通娃酸盐水泥，更优选为42.5R水泥。该水泥具有强度 高、水化热大，抗冻性好、干缩小，耐磨性较好、抗碳化性较好等特点，能满足特殊施工场地 对砂浆强度的要求。
[0025] 所述细骨料优选为河砂，更优选采用细度模数2.7~2.9的河砂，更优选采用细度 模数2.84的河砂。河沙是天然石在自然状态下，经水的作用力长时间反复冲撞、摩擦产生 的，河沙颗粒圆滑，比较洁净，含泥量少，对外加剂吸附性弱，可W充分发挥外加剂的作用， 配制出来的砂浆和易性好，施工便利，砂浆不易因为骨料含泥量高而开裂。
[0026] 上述所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其中所述纤维为聚丙締纤维、聚醋纤维、聚酷胺 纤维、聚乙締醇纤维、聚丙締腊纤维、聚氯乙締纤维中的至少一种，优选为聚丙締纤维。合成 纤维的化学组成和天然纤维完全不同，是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石 油、煤、天然气、石灰石或农副产品，先合成单位，再用化学合成与机械加工的方法制成纤 维。如聚醋纤维(涂绝）、聚酷胺纤维(锦绝或尼龙）、聚乙締醇纤维(维绝）、聚丙締腊纤维(腊 绝）、聚丙締纤维(丙绝）、聚氯乙締纤维(氯绝)等。它们在砂浆中的作用：1、有效提高砂浆的 抗裂能力;2、大大提高砂浆的抗渗防水性能;3、增强抗冲击能力;4、增强抗冻能力。
[0027] 本领域常用的减水剂均适用于本发明，优选的，所述减水剂为聚簇酸系减水剂、糞 系减水剂、木质横酸盐减水剂中的至少一种，更优选为聚簇酸系减水剂。
[0028] 膨胀剂主要应用于地下工程具有防水要求的结构部位，用于桥梁、重型设备的基 座灌浆压浆，或者水利水电工程、核电、石化及其它水工结构等。能引发体积膨胀的材料均 可W加工成膨胀剂。膨胀剂的技术核屯、就是做到周期可控、膨胀率可控。复合材料的强度是 从零到有的过程，其收缩主要也出现在前期硬化过程，此时给予一定值域的膨胀，即可带来 有利的结果。而到了硬化后期，复合材料强度与结构形态已经趋于稳定，体积膨胀不但无法 带来有利结果，反而会引发结构破坏。综上所述，膨胀剂材料的技术核屯、不在于膨胀，而在 于何时膨胀、多大膨胀。好的膨胀剂必然是周期可控、膨胀率可控的。膨胀剂按照国家行业 标准规定，分为硫侣酸巧类、硫侣酸巧-氧化巧类与氧化巧类Ξ种。硫侣酸巧类膨胀剂是目 前的主流产品，国内外绝大多数膨胀混凝±都采用水化硫侣酸巧（即巧抓石)为膨胀源。另 有一部分氧化巧类膨胀剂，硫侣酸巧-氧化巧类膨胀剂市场上很少见。硫侣酸巧和氧化巧膨 胀剂各有特点，硫侣酸巧类膨胀剂具有膨胀缓和，可控制性好，使用安全，存放期长的特点， 因而应用比较广泛。但该类膨胀剂配制的混凝±不适合用于长期环境溫度为80°CW上的工 程。氧化巧类膨胀剂具有膨胀能高，膨胀爆发力强、早期膨胀大的特点，但如果般烧控制不 好，容易引发后期膨胀，该类膨胀剂存放期短，控制比较困难，用氧化巧类膨胀剂配制的混 凝±不适合用于海水或有侵蚀性水的工程。因此本发明所用膨胀剂优选为硫侣酸巧类中的 一种。
[0029] 混凝±抗渗剂(系高分子成分)主要应用于混凝±的防水抗渗、堵漏、密实等，提高 混凝±的自防水和抗渗性能，是道路桥梁、地铁、隧道、海防巧的首选材料，抗渗剂综合当前 国内外新型防水抗渗材料的全新技术，在原有聚合物混凝±砂浆防水抗渗剂的基础上进一 步研制开发，并充分采用全新技术的有机娃防水剂和高分子材料，经过一系列的复杂化学 反应过程，制成品质超前的高分子混凝±抗渗剂。混凝±抗渗剂在与混凝±或砂浆层反应 过程中，其主要成分高分子化合物的原子连接成线形并带有较长分支部网状，抗渗剂一般 都是呈现乱向分布的立体结构，密布于混凝±或砂浆层的高分子结构，并完全堵塞混凝± 或砂浆的毛细通道，使水泥及水泥砂浆具有憎水性，提高混凝±的抗渗能力，增加其密实度 和抗渗性。抗渗剂在加热时不能烙融，只能变软;不能在任何溶剂中溶解，只能微溶胀;所W 能够有效弥补在施工过程中各种微小瑕疵。抗渗剂具有耐高溫、耐酸碱、耐腐蚀、无毒无味 的特点;被应用于各种防水工程中，其耐老化性能与建筑同寿命。本发明所用抗渗剂包括无 机化合物类和有机化合物类，其中无机化合物类包括:氯化铁、娃灰粉末、错化合物等。有机 化合物类包括:脂肪酸及其盐类、有机娃表面活性剂（甲基娃醇钢、乙基娃醇钢、聚乙基径基 硅氧烷）、石蜡、地渐青、橡胶及水溶性树脂乳液等，优选为氯化铁、甲基娃醇钢、聚乙基径基 硅氧烷、水溶性树脂乳液中的至少一种。
[0030] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种抗裂、抗渗砂浆，优选由W下重 量份的组分制成： 水泥 4巧份； 水 260份； 细骨料 1416份；
[003。 膨胀剂 1.日储; 抗渗荆 1.8份； 纤维 0. 8份； 减水剂 3. 7沒份。
[0032 ]本发明还提供一种抗裂、抗渗砂浆的制备方法。
[0033] 具体是依次将水泥、河砂、膨胀剂、抗渗剂、纤维加入砂浆揽拌机中揽拌均匀，同时 将减水剂加入到砂浆揽拌用水中混合均匀，然后将水和减水剂混合液体加入到砂浆揽拌机 中，充分揽拌1~3min后，取出，施工后得一种沿海地区抗裂、抗渗砂浆。
[0034] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
[0035] 实施例中的原料水泥采用PCB40水泥(相当于国内普通42.5R水泥）；细骨料采用细 度模数为2.8的河砂;减水剂采用BMQ-06牌减水剂;膨胀剂选用当地的一种BMQ-KANA6型号 膨胀剂，抗渗剂选用BMQ PH牌抗渗剂，纤维选用聚丙締纤维，水参照混凝±揽拌用水标准。
[0036] 实施例1
[0037] -、砂浆的制备
[0038] W越南台塑河静钢铁兴业责任有限公司1号、2号高炉工程总承包项目为依托，主 要通过选取砂浆水泥、砂、外加剂等原材料，进行砂浆配合比设计，在砂浆配合比中添加一 定成分的抗渗剂、膨胀剂、减水剂和一定量的纤维，进行砂浆配合比设计，因项目地处越南 河静省奇英县沿海地区，地质勘察报告显示高炉区域地下水中含有大量的氯离子和硫酸根 离子，通过添加膨胀剂、抗渗剂和抗裂纤维，来补偿水泥砂浆的自收缩，提高砂浆防水抗渗 性能，达到沿海地区建筑高抗裂、抗渗砂浆性能要求，解决工程的实际应用问题。
[0039] 根据技术方案，经配合比优化后，按照表1中K1~K5各组分配比，用计量称分别称 取水泥，河砂，揽拌用水，西卡牌减水剂，膨胀剂，纤维，依次将水泥、河砂、膨胀剂、抗渗剂、 纤维加入砂浆揽拌机中揽拌均匀，同时将减水剂加入到砂浆揽拌用水中混合均匀，然后将 水和减水剂混合液体加入到砂浆揽拌机中，充分揽拌1~3min后，取出，施工后得一种沿海 地区抗裂、抗渗砂浆。
[0040] 表1各组分成分及其重量配比
[0041]
[0042] 二、砂浆性能测试
[0043] 根据《砂浆、混凝±防水剂》JC474-2008标准、《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ/ T70-2009标准对砂浆的长期性能、防水抗渗性能、抗裂等性能进行检测。
[0044] 表2各试验组砂浆性能对比
[0045]
[0046] 从表2中可W看出，编号为1(2、1(3、1(4、1(5、01、02、03、04由于砂浆配合比里面各种原 材料之间不是最优化的用量，所配置出的砂浆综合性能欠佳。由于砂浆配合比中加入了适 量的抗渗剂，使砂浆具有一定的抗渗功能;又由于混凝±中加入了适量的膨胀剂，该膨胀剂 在水泥的水化过程中有效弥补了砂浆的自收缩，使得砂浆内部收缩裂纹减少，另外，因为加 入了抗裂纤维，使得砂浆的抗裂性能进一步提高，采用本发明特定重量配比下，用编号K1配 方所配置得到的沿海地区抗裂、抗渗砂浆由于加入了抗渗剂、膨胀剂等外加剂，经过砂浆配 合比优化实验其配合比为最优，经过试验实测其28d渗透压力为1.9M化，28d粘结强度为 1. OMPa，砂浆稠度、保水性、强度等砂浆性能指标最优。
【主权项】
1. 一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于，由以下重量份的组分制成： 水泥 450~650份： 水 250~270份: 细骨料 1200~1500份； 膨胀剂 1~3份： 抗渗剂 1~3份； 纤维 0.4~1.2份： 减水剂 2. 5~4. 5份。2. 根据权利要求1所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于:所述水泥为普通硅酸盐水 泥，优选为42.5R水泥。3. 根据权利要求1所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于:所述细骨料为河砂，优选采 用细度模数2.7~2.9的河砂，更优选采用细度模数2.8的河砂。4. 根据权利要求1所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于:所述纤维为聚丙烯纤维、聚 酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维中的至少一种，优选为聚 丙烯纤维。5. 根据权利要求1所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于:所述减水剂为聚羧酸系减 水剂、萘系减水剂、木质磺酸盐减水剂中的至少一种，优选为聚羧酸系减水剂。6. 根据权利要求1所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于:所述膨胀剂为硫铝酸钙类、 硫铝酸钙-氧化钙类、氧化钙类中的至少一种;优选为硫铝酸钙类中的一种。7. 根据权利要求1所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于:所述抗渗剂为氯化铁、硅灰 粉末、锆化合物脂肪酸、锆化合物脂肪酸盐、甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、聚乙基羟基硅氧烷、 石蜡、地沥青、橡胶及水溶性树脂乳液中的至少一种;优选为氯化铁、甲基硅醇钠、聚乙基羟 基硅氧烷、水溶性树脂乳液中的至少一种。8. 根据权利要求1~7任一项所述的一种抗裂、抗渗砂浆，其特征在于，由以下重量份的 组分制成： 水泥 472份； 水 260份; 细骨料 1416份； 膨胀剂 L 5份； 抗渗剂 1.8份； 纤维 0. 8份； 减水剂 3. 78份。9. 权利要求1~8任一项所述的一种抗裂、抗渗砂浆的制备方法，其特征在于:依次将水 泥、河砂、膨胀剂、抗渗剂、纤维加入砂浆搅拌机中搅拌均匀，同时将减水剂加入到砂浆搅拌 用水中混合均匀，然后将水和减水剂混合液体加入到砂浆搅拌机中，充分搅拌1~3min后， 取出，施工后得一种沿海地区抗裂、抗渗砂浆。
【文档编号】C04B28/04GK105948617SQ201610273680
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】陈军超, 彭钟, 宋明健, 李萍, 曾清富, 徐本梁, 曾兆江
【申请人】十九冶成都建设有限公司