本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种水泥砂浆外加剂及其使用方法。
背景技术：
普通水泥砂浆一般由水泥、细骨料和水拌和形成，在建筑工程中，多用于基础和墙体砌筑、室内外抹灰等。随着建筑行业的快速发展，大众对水泥砂浆的性能要求越来越高。为了弥补普通水泥砂浆性能的不足，充分发挥水泥砂浆的优势，通常在水泥砂浆中添加各种掺合料或外加剂进行性能优化，改善水泥砂浆的和易性、力学性能和耐久性能等。从目前市场来看，现有的水泥砂浆外加剂应用范围较局限，质量不稳定，掺量范围波动较大且敏感性较差。对于大流态的高性能微膨胀水泥砂浆，普通的砂浆外加剂并不能有效解决水泥砂浆的适用性，易造成水泥砂浆泌水、离析等现象，且收缩较大，严重影响水泥砂浆的使用效果，未完全体现高性能水泥砂浆的技术特点。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种使水泥砂浆具有高流动性、高强度、高耐久性、微膨胀性、强粘结性能等技术特点的水泥砂浆外加剂。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种水泥砂浆外加剂，由下述重量配比的组分组成：
减水剂370～410份、消泡剂20～40份、第一缓凝剂300～350份、第二缓凝剂60～70份、增稠剂10～15份、塑性膨胀剂100～120份、胶粉200～250份。
减水剂对水泥砂浆中的水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善水泥砂浆的流动性，还能减少单位水泥用量，延缓水泥砂浆凝结时间；消泡剂能够抑制泡沫产生，或者消除已产生的泡沫，提高水泥砂浆致密性，增加水泥砂浆强度；缓凝剂能延长水泥的水化硬化时间，使新拌水泥砂浆在较长时间内保持塑性，从而调节新拌水泥砂浆的凝结时间；增稠剂可调节水泥砂浆的粘稠度，改善水泥砂浆的流动性和强度；塑性膨胀剂能使水泥砂浆在塑性阶段即产生微膨胀，以补偿水泥砂浆塑性阶段的自收缩；胶粉能使水泥砂浆具有较高的粘结性能和抗开裂性。
本发明的水泥砂浆外加剂可以使水泥砂浆在无泌水、离析的情况下，出机流动度达到400mm左右，并达到自流平砂浆的流动性。水泥砂浆90min流动度仍能保持在340mm以上，并在塑性阶段达到一定值域的膨胀性。本发明的水泥砂浆外加剂用于制备水泥砂浆时，水泥砂浆在90min流动度达到320mm以上的同时，12h抗折、抗压强度可达到1.5mpa和5.0mpa以上，24h抗折、抗压强度可达到5.0mpa和18.0mpa以上，28d抗折、抗压强度可达到10.5mpa和66.0mpa以上。本发明的水泥砂浆外加剂能够使水泥砂浆与混凝土粘结性良好，与混凝土结合后的7d、28d抗折强度比达到110%和105%以上，同时结合面不出现界面分离。本发明可直接用于配制注浆材料、灌浆材料、混凝土等。
优选地，上述水泥砂浆外加剂，由下述重量配比的组分组成：
减水剂380～400份、消泡剂25～35份、第一缓凝剂320～330份、第二缓凝剂60～70份、增稠剂10～15份、塑性膨胀剂105～115份、胶粉220～230份。
更有选地，上述水泥砂浆外加剂，由下述重量配比的组分组成：
减水剂390份、消泡剂30份、第一缓凝剂325份、第二缓凝剂65份、增稠剂15份、塑性膨胀剂110份、胶粉225份。
优选地，所述减水剂为高性能减水剂。所述高性能减水剂减水率不小于25%，主要为聚羧酸系减水剂。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸盐系高性能减水剂。示例性地，所述减水剂为p29聚羧酸盐系高性能减水剂。
优选地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或几种的组合物。
优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。示例性地，所述消泡剂为p803消泡剂。
优选地，所述第一缓凝剂为糖类缓凝剂。示例性地，所述第一缓凝剂可以为：糖钙、葡萄糖酸盐、蔗糖等。
优选地，所述第一缓凝剂为蔗糖。
优选地，所述第二缓凝剂为锌盐和磷酸盐中的一种或两种的组合物。
优选地，所述第二缓凝剂为磷酸盐，示例性地，所述第二缓凝剂为三聚磷酸钠缓凝剂。
优选地，所述增稠剂为微生物聚合物类增稠剂。示例性地，所述增稠剂为温轮胶增稠剂。
优选地，所述胶粉为可再分散乳胶粉。示例性地，所述胶粉为60w可再分散乳胶粉。
上述水泥砂浆外加剂制备方法如下：按重量配比依次称取各组分，混合均匀，即得水泥砂浆外加剂。
本发明还提供了上述水泥砂浆外加剂的使用方法：所述水泥砂浆外加剂以外掺方式加入水泥砂浆或混凝土，掺入量为水泥砂浆或混凝土中胶凝材料重量的1.0%～1.2%。
本发明还提供了一种水泥砂浆，所述水泥砂浆利用前述的水泥砂浆外加剂制成，由下述重量配比的组分组成：
普通硅酸盐水泥470～490份，快硬型水泥55～75份，硅灰35～45份，骨料410～430份，水180～200份，水泥砂浆外加剂6～7份。
优选地，所述水泥砂浆由下述重量配比的组分组成：
普通硅酸盐水泥480份，快硬型水泥65份，硅灰40份，骨料420份，水190份，水泥砂浆外加剂6～7份。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过优化水泥砂浆外加剂中各化学添加剂的掺量，对水泥砂浆普遍存在的流动性差、保水性差、早期收缩性大、早期强度偏低、与混凝土（砂浆）粘结性较差等问题作了进一步的改善，具体如下：
1、本发明的水泥砂浆外加剂能有效改善水泥砂浆的流变性，大大提高水泥砂浆的流动度，并能使水泥砂浆在一定时间范围内长期保持高流态性能，明显提高水泥砂浆的使用范围和可操作性，可作为充填材料对结构物进行修补和堵漏等。
2、本发明的水泥砂浆外加剂与胶凝材料适应性较好，敏感性较差，按一定比例掺入时，水泥砂浆在保持高流动性的同时，保水性较好，未发现泌水、离析等现象。此外，掺有该外加剂的水泥砂浆分离度较小，解决了普通高流态水泥砂浆分层、抓底等现象。
3、本发明的水泥砂浆外加剂可以补偿水泥砂浆的自收缩，并使水泥砂浆在塑性阶段具有一定的微膨胀性，凝结硬化后继续保持微膨胀性能。
4、本发明的水泥砂浆外加剂能使水泥砂浆具有较高的粘结性能和抗开裂性。当用于混凝土结构修补时，能使水泥砂浆与混凝土结合良好，提高混凝土结构的整体性。
5、本发明的水泥砂浆外加剂能增强水泥砂浆强度，在满足高流变性的前提下，能使水泥砂浆12h抗折、抗压强度可达到1.5mpa和5.0mpa以上，24h抗折、抗压强度可达到5.0mpa和18.0mpa以上，28d抗折、抗压强度可达到10.5mpa和66.0mpa以上。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明实施例中使用的原料和仪器皆为已知产品，通过购买市售产品获得。
实施例1一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系高性能减水剂390份、有机硅类消泡剂30份、蔗糖325份、三聚磷酸钠缓凝剂65份、微生物聚合物类增稠剂15份、塑性膨胀剂110份、可再分散乳胶粉225份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例2一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
p29聚羧酸盐系高性能减水剂370份、p803消泡剂20份、蔗糖缓凝剂300份、三聚磷酸钠缓凝剂60份、温轮胶增稠剂10份、xd型塑性膨胀剂100份、60w可再分散乳胶粉200份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例3一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系减水剂410份、矿物油类消泡剂40份、糖钙350份、三聚磷酸钠缓凝剂70份、微生物聚合物类增稠剂15份、塑性膨胀剂120份、可再分散乳胶粉250份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例4一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系减水剂380份、聚醚类消泡剂25份、葡萄糖酸盐320份、三聚磷酸钠缓凝剂）60份、微生物聚合物类增稠剂10份、塑性膨胀剂105份、可再分散乳胶粉220份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例5一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系减水剂400份、有机硅类消泡剂35份、蔗糖缓凝剂330份、三聚磷酸钠缓凝剂70份、微生物聚合物类增稠剂15份、塑性膨胀剂115份、可再分散乳胶粉230份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例6一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系减水剂375份、有机硅类消泡剂25份、蔗糖缓凝剂310份、三聚磷酸钠缓凝剂60份、微生物聚合物类增稠剂10份、塑性膨胀剂105份、可再分散乳胶粉210份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例7一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系高性能减水剂405份、有机硅类消泡剂35份、蔗糖缓凝剂330份、三聚磷酸钠缓凝剂70份、微生物聚合物类增稠剂15份、塑性膨胀剂115份、可再分散乳胶粉240份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例8一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系高性能减水剂385份、有机硅类消泡剂27份、蔗糖缓凝剂323份、三聚磷酸钠缓凝剂62份、微生物聚合物类增稠剂15份、塑性膨胀剂108份、可再分散乳胶粉222份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
实施例9一种水泥砂浆外加剂
由下述重量配比的组分组成：
聚羧酸盐系高性能减水剂395份、有机硅类消泡剂33份、蔗糖缓凝剂327份、三聚磷酸钠缓凝剂68份、微生物聚合物类增稠剂15份、塑性膨胀剂112份、可再分散乳胶粉228份。
按照上述重量配比称取各组分，混合均匀即得水泥砂浆外加剂。
以下通过实验例来说明本发明的有益效果：
实验例1本发明水泥砂浆外加剂对水泥砂浆性能的影响
配制两组水泥砂浆。
组一：掺入实施例1所述的水泥砂浆外加剂，水泥砂浆原材料及配比如下：普通硅酸盐水泥480份，快硬型水泥65份，硅灰40份，骨料420份，水190份，水泥砂浆外加剂6份。配制过程中，各原材料按照水、胶凝材料、外加剂、骨料的顺序加入后，或者将胶凝材料、外加剂和骨料混合后直接加水后，采用水泥胶砂搅拌机或立式砂浆搅拌机慢速搅拌3min。
组二：不添加任何水泥砂浆外加剂，水泥砂浆原材料及配比如下：普通硅酸盐水泥886kg/m3，快硬型水泥144kg/m3，硅灰76kg/m3，骨料801kg/m3，水362kg/m3。配制过程中，各原材料按照水、胶凝材料、外加剂、骨料的顺序加入后，或者将胶凝材料、外加剂和骨料混合后直接加水后，采用水泥胶砂搅拌机或立式砂浆搅拌机慢速搅拌3min。
分别测试两组水泥砂浆的流动性和抗折、抗压强度。实验结果见表1。
表1本发明水泥砂浆外加剂对水泥砂浆性能的影响
在不掺入外加剂的情况下，本实验配制水泥砂浆时的水料比无法使水泥砂浆成型，相应地，组二配制的水泥砂浆几乎没有流动度。
实验例2不同组分配比外加剂对水泥砂浆性能的影响
1.配制水泥砂浆外加剂
按照表2所示组分配比称取聚羧酸盐系高性能减水剂、有机硅类消泡剂、蔗糖缓凝剂、三聚磷酸钠缓凝剂、微生物聚合物类增稠剂、塑性膨胀剂、可再分散乳胶粉，分别配制多组水泥砂浆外加剂。
表2各组水泥砂浆外加剂组分配比
2.配制水泥砂浆
分别将配制的水泥砂浆外加剂按照如下原材料及配比配制多组水泥砂浆：普通硅酸盐水泥480份，快硬型水泥65份，硅灰40份，骨料420份，水190份，水泥砂浆外加剂6份。配制过程中，各原材料按照水、胶凝材料、外加剂、骨料的顺序加入后，或者将胶凝材料、外加剂和骨料混合后直接加水后，采用水泥胶砂搅拌机或立式砂浆搅拌机慢速搅拌3min。分别测试各组水泥砂浆的流动性和抗折、抗压强度。
3.实验结果
实验测试结果见表3。
表3各组水泥砂浆实验测试结果
从表可以看出：
1）实验组一配制的水泥砂浆流动度适宜，各时间段的抗折、抗压强度均最好；
2）实验组四至五配制的水泥砂浆流动度适宜，各时间段的抗折、抗压强度较实验组一有所下降，但均在本发明允许的误差范围内；
3）实验组六和七配制的水泥砂浆流动度偏小，各时间段的抗折、抗压强度也偏低；
4）实验组八和九配制的水泥砂浆流动度较大，且各时间段的抗折、抗压强度明显偏离本发明允许的误差范围。
上述实验说明：本发明的水泥砂浆外加剂能使水泥砂浆具有较好的流动度，以及较强的抗折、抗压强度。