一种自流平砂浆及其制备方法与流程

1.本发明涉及砂浆加工技术领域，特别涉及一种自流平砂浆及其制备方法。


背景技术：

2.自流平砂浆具有极好的流动性、快速凝固性，可以加快施工速度，并且具有优异的力学性能、良好的耐磨损性。
3.自流平砂浆由凝胶材料和骨料制备而得，凝胶材料的主要成分是水泥，水泥的成本高导致自流平砂浆的造价高。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供一种自流平砂浆及其制备方法，在保证自流平砂浆性能的同时，解决了现有自流平砂浆造价高的问题。
5.一种自流平砂浆，以重量份数计，自流平砂浆的制备原料包括：
[0006][0007]
其中a包括改性陶瓷抛光粉和粉煤灰中的至少一种；
[0008]
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
[0009]
优选地，所述自流平砂浆的胶砂比为1:(1～3)。
[0010]
优选地，所述粉煤灰比表面积》350kg/m2。
[0011]
优选地，以重量份数计，所述自流平砂浆的制备原料还包括：
[0012]
纤维
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.2～4份。
[0013]
优选地，所述纤维包括聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维中的任意一种。
[0014]
优选地，以重量份数计，所述自流平砂浆的制备原料还包括：
[0015]
消泡剂0.8～2份、缓凝剂0.8～3.2份、纤维素醚4～6份和可再分散乳胶粉4～16份中的至少一种。
[0016]
本发明还提供一种自流平砂浆的制备方法，包括步骤：
[0017]
以重量份数计，120～160份所述普通水泥、40～60份所述快硬水泥、20～240份a、180-1200份所述砂、2～8份所述聚羧酸减水剂、0.2～0.8份所述促凝剂和水混合，搅拌均
匀，即得自流平砂浆。
[0018]
其中a包括改性陶瓷抛光粉和粉煤灰中的至少一种；
[0019]
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
[0020]
优选地，所述自流平砂浆的制备方法包括步骤：
[0021]
将所述普通水泥、所述快硬水泥、所述改性陶瓷抛光粉、粉煤灰、可分散胶粉、纤维素醚和所述砂进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物；
[0022]
将所述聚羧酸减水剂、所述促凝剂、消泡剂、缓凝剂、纤维以及所述水进行物理搅拌，搅拌均匀得到第二混合物；
[0023]
向所述第一混合物中加入所述第二混合物搅拌，所述普通水泥、所述快硬水泥、所述改性陶瓷抛光粉、所述粉煤灰发生水化反应，反应结束即得所述自流平砂浆。
[0024]
优选地，所述自流平砂浆的制备方法包括步骤：
[0025]
将1.2～4份纤维、120～160份所述普通水泥、40～60份所述快硬水泥、20～240份a、180-1200份所述砂、2～8份所述聚羧酸减水剂、0.2～0.8份所述促凝剂和水混合，搅拌均匀，即得自流平砂浆。
[0026]
优选地，所述改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
[0027]
将陶瓷抛光粉废弃物分散水中，得到分散后的陶瓷抛光粉废弃物；
[0028]
向所述分散后的陶瓷抛光粉废弃物中加入酸溶液，以去除陶瓷抛光粉废弃物表面的金属氧化物，得到含fe
3+
、al
3+
的金属盐溶液；
[0029]
将所述金属盐溶液过滤，并在滤液中加入碱溶液调节ph至碱性，以使金属盐溶液中的fe
3+
、al
3+
形成氢氧化物沉淀析出；
[0030]
用水清洗所述氢氧化物沉淀，以去除所述氢氧化物沉淀表面的碱溶液，将所述氢氧化物沉淀进行干燥、研磨处理，即得改性陶瓷抛光粉。
[0031]
与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：
[0032]
改性陶瓷抛光粉和粉煤灰具有一定活性，能替代部分水泥，并且能促进水泥水化产物的生成，未参与水化的改性陶瓷抛光粉和粉煤灰填充在自流平砂浆内部空隙中，使自流平砂浆内部结构更加密实，从而提高了自流平砂浆后期强度。
[0033]
本发明使用的改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备自流平砂浆的原材料成本。
[0034]
粉煤灰可取代部分水泥，粉煤灰是煤燃烧后的废弃粉末，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备自流平砂浆的原材料成本。
[0035]
向自流平砂浆中添加少量快硬水泥，快硬水泥的早期强度可以为自流平砂浆的早期强度提供保障；促凝剂可提高自流平砂浆中的普通水泥早期(1d)强度，便于自流平砂浆的施工；聚羧酸减水剂能降低自流平砂浆的用水量，从而降低自流平砂浆的水胶比，聚羧酸减水剂还能提高自流平砂浆的流动性、抗压强度。这些组分相结合，使自流平砂浆优异的抗压性能、抗裂性能和耐磨性能。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中
的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值
±
标准差。
[0038]
另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以a和/或b为例，包括a技术方案、b技术方案，以及a和b同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0039]
本发明提供了一种自流平砂浆，以重量份数计，自流平砂浆的制备原料包括：
[0040][0041]
其中a包括改性陶瓷抛光粉和粉煤灰中的至少一种；
[0042]
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
[0043]
改性陶瓷抛光粉和粉煤灰具有一定活性，能替代部分水泥，并且能促进水泥水化产物的生成，未参与水化的改性陶瓷抛光粉和粉煤灰填充在自流平砂浆内部空隙中，使自流平砂浆内部结构更加密实，从而提高了自流平砂浆后期强度。
[0044]
本发明使用的改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备自流平砂浆的原材料成本。
[0045]
粉煤灰可取代部分水泥，粉煤灰是煤燃烧后的废弃粉末，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备自流平砂浆的原材料成本。
[0046]
向自流平砂浆中添加少量快硬水泥，快硬水泥的早期强度可以为自流平砂浆的早期强度提供保障；促凝剂可提高自流平砂浆中的普通水泥早期(1d)强度，便于自流平砂浆的施工；聚羧酸减水剂能降低自流平砂浆的用水量，从而降低自流平砂浆的水胶比，聚羧酸减水剂还能提高自流平砂浆的流动性、抗压强度。这些组分相结合，使自流平砂浆优异的抗压性能、抗裂性能和耐磨性能。
[0047]
在一些实施例中，普通水泥优选为42.5r普通硅酸盐水泥。
[0048]
在一些实施例中，快硬水泥优选为42.5r硫铝酸盐水泥。
[0049]
在一些实施例中，促凝剂优选为碳酸锂促凝剂。
[0050]
在一些实施例中，聚羧减水剂的减水率为20％～30％。
[0051]
具体地，当聚羧酸减水剂的减水率过低时，聚羧酸减水剂不能发挥提高自流平砂浆的流动性、抗压强度的性能；当聚羧酸减水剂的减水率过高时，聚羧酸减水剂的造价也会
跟着提高；因此通过将聚羧酸减水剂的减水率设定为上述数值，可以达到在满足自流平砂浆造价低的同时提高自流平砂浆的流动性、抗压强度的效果。
[0052]
在一些实施例中，粉煤灰优选为ⅱ级粉煤灰，比表面积》350kg/m，需水量比不大于105％。
[0053]
具体地，比表面积过小，粉煤灰的颗粒过大，将颗粒过大的粉煤灰用于自流平砂浆中会导致自流平砂浆抗压强度降低。
[0054]
因此通过选用ⅱ级粉煤灰，以确保将粉煤灰加入自流平砂浆中能提高自流平砂浆的抗压强度。
[0055]
在一些实施例中，自流平砂浆的胶砂比为1:(1～3)。
[0056]
具体地，砂的具体用量主要根据凝胶材料(普通水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰)而确定的，胶砂比是指凝胶材料与砂的比值。
[0057]
在一些实施例中，以重量份数计，自流平砂浆的制备原料还包括：
[0058]
纤维
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.2～4份。
[0059]
具体地，在自流平砂浆中加入少量纤维可以增加自流平砂浆的抗折强度，从而提高自流平砂浆的抗裂性能。
[0060]
在一些实施例中，纤维包括聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维中的任意一种。
[0061]
在一些实施例中，以重量份数计，自流平砂浆的制备原料还包括：
[0062]
消泡剂0.8～2份、缓凝剂0.8～3.2份、纤维素醚4～6份和可再分散乳胶粉4～16份中的至少一种。
[0063]
具体地，消泡剂能减少自流平砂浆中的大气泡，消除不良气泡，使自流平砂浆有更好的密实度。
[0064]
缓凝剂可以作用于快硬水泥，减缓快硬水泥硬化。
[0065]
加入纤维素醚对自流平砂浆有增稠保水作用。
[0066]
可再分散乳胶粉可以增加自流平砂浆的粘结强度。
[0067]
消泡剂、缓凝剂、纤维素醚和可再分散乳胶粉可以按照施工要求选择添加。
[0068]
在一些实施例中，可再分散乳胶粉优选为乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物，可再分散乳胶粉与水接触后可以很快再分散成以聚乙烯醇作为保护胶体的乳液，可再分散乳胶粉的固含量为99％，可再分散乳胶粉的表观密度优选为490g/l，可再分散乳胶粉颗粒细度为《5μm。
[0069]
具体地，可再分散乳胶粉的固含量过低、颗粒细度过大说明胶粉杂质过多，导致可再分散乳胶粉性能不好。
[0070]
保护胶体是指增加乳液稳定性的物质。
[0071]
在一些实施例中，以重量份数计，自流平砂浆的制备原料还包括：
[0072][0073]
在一些实施例中，缓凝剂优选为酒石酸缓凝剂。
[0074]
本发明还提供一种自流平砂浆的制备方法，包括步骤：
[0075]
以重量份数计，120～160份普通水泥、40～60份快硬水泥、20～240份a、180-1200份砂、2～8份聚羧酸减水剂、0.2～0.8份促凝剂和水混合，搅拌均匀，即得自流平砂浆。
[0076]
其中a包括改性陶瓷抛光粉和粉煤灰中的至少一种；
[0077]
改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
[0078]
制备自流平砂浆所用的水与凝胶材料(水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰)的质量之比为(0.33～0.5):1。
[0079]
具体地，加水后，普通水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰发生水化反应，形成水化产物，水化产物中含有ca(oh)2溶液，ca(oh)2溶液很快达到饱和并析出晶体，同时生成钙矾石晶体及水化硅酸钙凝胶体。
[0080]
以重量份数计，将1.2～4份纤维、120～160份所述普通水泥、40～60份所述快硬水泥、20～240份a、180-1200份所述砂、2～8份所述聚羧酸减水剂、0.2～0.8份所述促凝剂和水混合，搅拌均匀，即得自流平砂浆。
[0081]
具体地，纤维在水中的分散性不好，在用于制备自流平砂浆之前将纤维置于水中进行物理搅拌，以提高纤维的分散作用，从而使纤维更好发挥提高自流平砂浆的抗裂性能的作用。
[0082]
在一些实施例中，纤维与水的质量之比优选为1:10。
[0083]
在一些实施例中，纤维分散的具体步骤包括：
[0084]
将纤维加入水中，用玻璃棒搅匀，静置5min，得到纤维水溶液，然后将纤维水溶液置于搅拌器中搅拌以使纤维和水充分混合，转速为600-1000r/min，混合时间为30min，混合结束，静置30min，即可用于制备自流平砂浆。
[0085]
在一些实施例中，纤维分散的具体步骤包括：
[0086]
将纤维加入水中，用玻璃棒搅匀，静置5min，得到纤维水溶液，然后将纤维水溶液置于超声分散仪中30min以使纤维和水充分混合，分散结束，静置30min，即可用于制备自流平砂浆。
[0087]
在一些实施例中，自流平砂浆的制备方法包括步骤：
[0088]
s100，将水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰、可分散胶粉、纤维素醚和砂进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物。
[0089]
具体地，将水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰、可分散胶粉、纤维素醚和砂进行物理搅拌的目的是将水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰、可分散胶粉、纤维素醚和砂混合均匀，防止加水后水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰发生水化反应产生凝胶体而黏底。
[0090]
s200，将聚羧酸减水剂、促凝剂、消泡剂、缓凝剂、纤维以及水进行物理搅拌，搅拌均匀得到第二混合物。
[0091]
具体地，将水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰、聚羧酸减水剂、促凝剂、消泡剂、缓凝剂、纤维和水同时混合时，有机添加剂(、聚羧酸减水剂、促凝剂、消泡剂、缓凝剂、纤维)都被无机粉体(水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰)吸收团聚，因此，必须把无机粉体(水泥、改性陶瓷抛光粉和砂)混合均匀后，再加入有机添加剂(聚羧酸减水剂和稠化剂)，这样才可以把制备自流平砂浆的原料混合更加均匀，自流平砂浆的性能提升更加明显。
[0092]
s300，向第一混合物中加入第二混合物搅拌，水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰发生水化反应，反应结束即得自流平砂浆。
[0093]
加水后，有机粉体(水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰)发生水化反应，形成水化产物，水化产物中含有ca(oh)2溶液，ca(oh)2溶液很快达到饱和并析出晶体，同时生成钙矾石晶体及水化硅酸钙凝胶体，因此，要在在水加之前将无机粉体混合(水泥、快硬水泥、改性陶瓷抛光粉、粉煤灰)，否则加了水之后水泥和掺合料水化成凝胶体，难以将水泥、掺合料和砂混合均匀，加入水后，有机添加剂能分散开，否则有机添加剂都被无机粉体吸收团聚。因此，水可以直接加入到第二混合物中，也可以选择先将第一混合搅拌均匀后加水搅拌，加水搅拌后再加入不含有水的第二混合物。
[0094]
在一些实施例中，改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
[0095]
s101，将陶瓷抛光粉废弃物分散水中，得到分散后的陶瓷抛光粉废弃物。
[0096]
具体地，先将陶瓷抛光粉废弃物分散到水中，以使陶瓷抛光粉废弃物与后续的物质反应更充分，提高陶瓷抛光粉废弃物的利用率。
[0097]
在一些实施例中每1g陶瓷抛光粉废弃物所用的水的体积优选为5ml。
[0098]
水优选为蒸馏水，蒸馏水中的杂质少，能使得改性陶瓷抛光粉的性能更好。
[0099]
s201，向分散后的陶瓷抛光粉废弃物中加入酸溶液，以去除陶瓷抛光粉废弃物表面的金属氧化物，得到含fe
3+
、al
3+
的金属盐溶液。
[0100]
在一些实施例中，酸溶液优选为8mol/l的稀盐酸溶液。
[0101]
在一些实施例中，每1g陶瓷抛光粉废弃物所用的酸溶液的体积优选为5ml。
[0102]
s301，将金属盐溶液过滤，并在滤液中加入碱溶液调节ph至碱性，以使金属盐溶液中的fe
3+
、al
3+
形成氢氧化物沉淀析出。
[0103]
s401，用水清洗氢氧化物沉淀，以去除氢氧化物沉淀表面的碱溶液，将氢氧化物沉淀进行干燥、研磨处理，即得改性陶瓷抛光粉。
[0104]
实施例1
[0105]
1.改性陶瓷抛光粉的制备：
[0106]
将陶瓷抛光粉废弃物分散在水(每1g陶瓷抛光粉废弃物5ml水)中，得到分散后的陶瓷抛光粉废弃物；
[0107]
向所述分散后的陶瓷抛光粉废弃物中加入8mol/l的稀盐酸溶液(每1g陶瓷抛光粉废弃物5ml稀盐酸溶液)，以去除陶瓷抛光粉废弃物表面的金属氧化物，得到含fe
3+
、al
3+
的金属盐溶液；
[0108]
向所述金属盐溶液中加入氨水调节ph至8，以使金属盐溶液中的fe
3+
、al
3+
形成氢氧化物沉淀析出；
[0109]
用水清洗所述氢氧化物沉淀，以去除所述氢氧化物沉淀表面的氨水，将所述氢氧化物沉淀进行干燥、研磨处理，即得改性陶瓷抛光粉。
[0110]
2.纤维的分散：
[0111]
以重量份数计，将2份聚丙烯纤维加入水中(纤维与水的质量之比为1:10)，用玻璃棒搅匀，静置5min，得到纤维水溶液，然后将纤维水溶液置于超声分散仪中30min以使纤维和水充分混合，分散结束，静置30min，即可用于制备自流平砂浆。
[0112]
3.自流平砂浆的制备：
[0113]
以重量份数计，将140份42.5r普通硅酸盐水泥、60份42.5r硫铝酸盐水泥、60份改性陶瓷抛光粉、140份ⅱ级粉煤灰、8份可分散胶粉、4份纤维素醚和砂(胶砂比为1:1.5)进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物；
[0114]
将4份聚羧酸减水剂(减水率为28％)、0.5份碳酸锂促凝剂、0.8份消泡剂、0.8份缓凝剂、分散好的聚丙烯纤维以及水(水胶比为：0.38)进行物理搅拌，搅拌均匀得到第二混合物；
[0115]
向第一混合物中加入第二混合物搅拌，42.5r普通硅酸盐水泥、42.5r硫铝酸盐水泥、改性陶瓷抛光粉、ⅱ级粉煤灰发生水化反应，反应结束即得自流平砂浆。
[0116]
实施例2
[0117]
其他原料、步骤与实施例1相同，不再赘述，以重量份数计，制备自流平砂浆的部分原材料及份数如下：
[0118]
[0119][0120]
实施例3
[0121]
其他原料、步骤与实施例1相同，不再赘述，以重量份数计，制备自流平砂浆的部分原材料及份数如下：
[0122][0123]
实施例4
[0124]
其原料、他步骤与实施例1相同，不再赘述，以重量份数计，制备自流平砂浆的部分原材料及份数如下：
[0125][0126]
实施例5
[0127]
其他原料、步骤与实施例1相同，不再赘述，以重量份数计，制备自流平砂浆的部分原材料及份数如下：
[0128][0129][0130]
实施例6
[0131]
其他原料、步骤与实施例1相同，不再赘述，以重量份数计，制备自流平砂浆的部分原材料及份数如下：
[0132][0133]
对比例1
[0134]
其他原料、步骤与实施例1相同，不再赘述，以重量份数计，制备自流平砂浆的部分原材料及份数如下：
[0135][0136][0137]
对比例2
[0138]
其他原料、步骤与实施例1相同，不再赘述，以重量份数计，制备自流平砂浆的部分原材料及份数如下：
[0139][0140]
表1为自流平砂浆原料的具体配合比。
[0141]
表1自流平砂浆配合比(kg)
[0142][0143]
上述实施例及对比例的自流平浆体按照jc/t985-2017《地面用水泥基自流平砂浆》的要求进行性能测试，性能检测的结果如下表2所示：
[0144]
表2自流平砂浆性能检测结果
[0145][0146]
由表2可知，本试验实施例1-7所述砂浆，均达到自流平砂浆规范要求，尤其掺加纤维以后，抗折强度有了显著上升，具有优异的性能指标。
[0147]
通过实施例1与对比例1我们可以看出改性陶瓷抛光粉替代部分水泥后不影响砂浆性能，均具有优异的物理力学性能。
[0148]
通过实施例2与对比例2我们可以看出掺加陶瓷抛光粉工作性能差异不大，但是抗压强度、抗折强度、拉伸粘结强度和耐磨性都有较大提升。
[0149]
本发明提供了一种改性陶瓷抛光粉制备的自流平砂浆，利用快硬水泥的早强作用，陶瓷抛光粉和粉煤灰的缓凝作用，快硬水泥为自流平砂浆早期强度提供保障，陶瓷抛光粉和粉煤灰的火山灰活性能保证自流平砂浆后期强度，降低了自流平砂浆的成本，改进了自流平砂浆的制备工艺。改性陶瓷抛光粉和粉煤灰大掺量利用，降低了水泥的用量，同时改善了自流平砂浆的工作性、强度、耐久性和经济性，使得建筑材料体现了更好的经济效应、环保效应。
[0150]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0151]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。