一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆及其制备方法与流程

本发明涉及一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆及其制备方法，属于石膏基砂浆和建筑材料。

背景技术：

1、石膏基自流平砂浆是以石膏为基料，辅之以骨料、其他胶凝材料和外加剂的地面自找平材料，具有施工速度快、施工周期短、工艺简单、保温防火性能好及脚感温暖舒适等优点，但存在耐水性差、易发霉、强度不高的缺点。用于石膏基自流平砂浆的石膏基料主要有α高强石膏、β型石膏等。β型石膏是在过热的非饱和蒸气压下快速形成的，呈酸性，ph值在3～6，主要成分为β型半水硫酸钙；硬化快，初凝/终凝在3～5/7～9min；强度低，标准稠度用水量下抗压强度5～8mpa；软化系数低，通常0.3～0.5；饱和吸水率高，达到25～40％，晶体表面粗糙，有许多裂缝，与α型石膏相比用水量大，强度低，更难以制备出耐水性及力学性能优异的自流平砂浆，而β型石膏作为磷石膏中的一种，因杂质含量高导致力学性能更低，无法满足自流平砂浆通常抗压强度在20mpa以上的使用需求。因此提升β型建筑磷石膏自流平砂浆的抗霉性、耐水性及强度对β型建筑磷石膏的推广应用，及自流平砂浆的性能优化、成本降低具有重要意义。

技术实现思路

1、为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆，所述砂浆具有高抗压和高抗折强度，并且耐水性和抗霉性好；

2、本发明的目的之二在于提供一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆的制备方法。

3、为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

4、一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆，所述砂浆由以下重量份的组分组成：

5、

6、其中，所述抗霉防水组分按重量份计，由5～10份的抗霉组分和5～10份的防水组分复配而成；其中，所述防水组分按重量份计，由1～2份有机硅类聚合物、1～5份乳液和0.05～0.22份界面活性剂复配而成；所述有机硅类聚合物为甲基硅醇钠、甲基硅醇钾、含氢硅油或硅酮树脂；所述乳液为硅丙乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)乳液和苯丙乳液中的至少一种；所述界面活性剂为三乙基己基磷酸、纤维素衍生物或聚丙烯酰胺；所述抗霉组分按重量份计，由1～2份纳米氧化锌、2～4份磷酸锆、1～5份聚季铵盐、3～6份纳米二氧化钛、10～15份聚二甲基硅氧烷和75～85份蒙脱石复配而成；

7、优选的，所述防水组分中，有机硅类聚合物为甲基硅醇钠，乳液为硅丙乳液，界面活性剂为聚丙烯酰胺；

8、所述缓凝型减水剂为复配减水剂，按重量份计，由80～90份减水组分、1～4.5份缓凝组分、2～3.4份消泡组分和80～90份水组成；其中，所述减水组分由40～50份聚羧酸系减水剂和40～50份三聚氰胺系减水剂复配而成，缓凝组分由1～4份有机缓凝剂和0～0.5份无机缓凝剂复配而成；所述缓凝型减水剂可通过掺量调整将β型建筑磷石膏自流平砂浆的凝结时间调节在1～48h，将水胶比调整在0.25～0.5，制备出高强度、大流动性的石膏自流平砂浆。

9、优选的，所述缓凝型减水剂中，有机缓凝剂为蛋白质类缓凝剂、糖类或糖类衍生物；所述无机缓凝剂为硼酸盐、硼砂或柠檬酸类缓凝剂；所述消泡组分为聚硅氧烷、聚醚类或聚醚改性硅氧烷；

10、进一步优选的，所述有机缓凝剂为蛋白质类缓凝剂，无机缓凝剂为柠檬酸类缓凝剂，消泡组分为聚硅氧烷；

11、所述复合粉体按重量份计，包括15～25份无机胶凝材料和1.5～2.5份碱性激发剂；其中，所述无机胶凝材料为硅酸盐水泥、水泥熟料、矿粉和粉煤灰中的至少一种；所述碱性激发剂为氧化钙、碳酸钠、氢氧化钙或硅酸钾；碱性激发剂可促进无机胶凝材料的水化反应，使水硬性水化产物水化硅(铝)酸钙、钙矾石等水化产物增多，在提升石膏强度的同时赋予石膏更优异的防水效果。此外，复合粉体可改善石膏体系ph值，使其变为碱性，让防水组分及保水剂发挥更优效果。

12、优选的，所述复合粉体中，无机胶凝材料为硅酸盐水泥和矿粉，碱性激发剂为碳酸钠。选择碳酸钠作为碱性激发剂，在促进无机胶凝材料水化反应的同时，其水化产物碳酸钙、水化铝硅酸钠凝胶等具有良好的体积稳定性，不会引起石膏制品的收缩开裂。

13、所述紧密堆积骨料按重量份计，由1～2份粒径为0.1～0.2mm的骨料和1～2份粒径为0.2～0.4mm的骨料连续级配组成；所述骨料为天然砂或机制砂；所述级配可减小自流平砂浆中的孔隙率，使二水石膏晶体与砂、无机胶凝材料水化产物之间的相互搭接更为密实，显著提高砂浆强度。此外，良好的级配会进一步增加自流平砂浆的和易性。

14、所述保水剂按重量份计，由0～0.1份胶粉和0～0.2份纤维素醚组成，并且所述胶粉和纤维素醚的重量份不能同时为0；其中，所述胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物、叔碳酸乙烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物；所述纤维素醚为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素中的一种或两种，纤维素醚粘度为5w～20w；

15、优选的，所述保水剂中，纤维素醚为羟丙基甲基纤维素，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物。

16、所述抗霉防水组分的作用原理为：防水组分中有机硅类聚合物的加入可形成憎水膜，赋予自流平砂浆优异的耐水性。乳液可成膜或填充于基体孔隙之中，进一步提升石膏耐水性，此外，乳液可起到润滑作用，有利于有机硅类聚合物憎水膜的形成；乳液在提升石膏耐水性的同时具有显著增韧效果，可在不掺加纤维的情况下大幅度提升自流平石膏砂浆的抗折强度。界面活性剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面分散剂，能使有机硅类聚合物、乳液之间分散均匀，得到相容性良好的混合液；此外，也有利于缓凝型减水剂、保水剂在石膏中的分散，防止石膏颗粒的沉降和聚集，提升自流平石膏砂浆力学性能。

17、抗霉组分中的主要有效成分为聚二甲基硅氧烷和蒙脱石，该成分可以在酶的活性部位与巯基或羟基反应，直接攻击酶的活性物，使其失活，造成微生物死亡。辅助成分为纳米氧化锌、磷酸锆、聚季铵盐和纳米二氧化钛，辅助成分可以通过破坏和阻止病菌细胞膜的形成，致使病菌死亡。主要有效成分和辅助成分相互协调可具有更广谱杀菌活性，尤其是对霉菌、酵母菌及藻类有很强的抑杀作用。

18、优选的，一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆，所述砂浆由以下重量份的组分组成：β型建筑磷石膏100份，抗霉防水组分2～7份，缓凝型减水剂1～4份，保水剂0.07～0.20份，紧密堆积骨料10～20份，复合粉体10～30份；水25～40份。

19、一种本发明所述抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：

20、步骤一、将缓凝型减水剂、抗霉防水组分加入水中，搅拌均匀，得到溶液a；

21、步骤二、将β型建筑磷石膏、保水剂、紧密堆积骨料、复合粉体干拌1.5～2.5min，得到粉料b；

22、步骤三、将溶液a缓慢加入粉料b中，搅拌2～3min，得到β型建筑磷石膏自流平砂浆。

23、优选的，步骤一中所述抗霉防水组分采用以下方法制备：

24、(1)将有机硅类聚合物与乙酸同时加入去离子水中，于20～25℃下搅拌15～30min，使两者充分反应，得到有机硅溶液；其中乙酸为催化剂，掺量为有机硅类聚合物质量的25％～40％；

25、(2)将乳液加入步骤(1)得到的有机硅溶液中，搅拌均匀，得到混合溶液；

26、(3)在步骤(2)得到的混合溶液中边搅拌边加入界面活性剂，搅拌30～45min，得到适应性良好的混合液，即防水组分溶液；

27、(4)将抗霉组分纳米氧化锌、磷酸锆、聚季铵盐、纳米二氧化钛、聚二甲基硅氧烷、蒙脱石依次加入防水组分溶液中，在20～25℃，3000～4000r/min的搅拌器中搅拌10～15min，得到适应性良好的抗霉防水组分混合液。

28、优选的，包括对β型建筑磷石膏的改性工艺步骤：将β型建筑磷石膏在100～120℃烘干2～3h、采用质量浓度为4％～9％的碱中和、陈化48～72h、粉磨至40～80μm细度，制成β型半水磷石膏，完成改性；该β型半水磷石膏中半水石膏含量≥85％，二水石膏含量≤4％，改性过程的烘干、中和、陈化等工艺可降低磷石膏中可溶磷、可溶氟、有机物等有害杂质的含量，保证所制备石膏制品的品质。

29、一种本发明所述抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆的应用，所述砂浆适用于混凝土地面的精找平；

30、具体地，采用自动化机械方式进行施工，施工后的砂浆待充分干燥后，得到具有防水抗霉性能的找平层。

31、有益效果

32、(1)本发明提供了一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆，所述砂浆通过防水组分与复合粉体协同作用，有效提升石膏耐水性；通过缓凝型减水剂及紧密堆积骨料中砂的连续级配技术保证自流平石膏砂浆的大流动性与高强度，解决磷石膏强度低耐水性易霉问题；在多组分协同作用下，得到兼具高强高抗折和耐水抗霉性的自流平砂浆；所述砂浆的软化系数在0.85以上，饱和吸水率在6％以下，抗压/抗折强度在25～45/6～14mpa、低收缩、施工效率高，克服β型建筑磷石膏自流平砂浆的缺点，推动建筑材料的发展。

33、(2)本发明提供了一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆，所述砂浆以抗霉防水组分为主，通过多组分的协同作用，有效提高了自流平砂浆的耐水抗菌性能：防水组分中有机硅类聚合物的加入可形成憎水膜，赋予自流平砂浆优异的耐水性，乳液可成膜或填充于基体孔隙之中，进一步提升石膏耐水性；此外，复合粉体能够改善石膏体系ph值，使其变为碱性，让防水组分及保水剂发挥更优效果；抗霉组分中主要有效成分和辅助成分相互协调可具有更广谱杀菌活性，尤其是对霉菌、酵母菌及藻类有很强的抑杀作用，同时良好的防水性使石膏试件内部保持低湿度，对其抗霉性能产生正向增益。

34、(3)本发明提供了一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆，所述砂浆通过缓凝减水剂、紧密堆积骨料、复合粉体和抗霉防水组分的协同作用，有效改善了β型建筑磷石膏自流平砂浆的抗压强度和力学性能；防水组分中的乳液在提升石膏耐水性的同时具有显著增韧效果，可在不掺加纤维的情况下大幅度提升自流平石膏砂浆的抗折强度，界面活性剂也有利于缓凝型减水剂、保水剂在石膏中的分散，防止石膏颗粒的沉降和聚集，提升自流平石膏砂浆力学性能；紧密堆积骨料在所述连续级配条件下能够降低自流平砂浆孔隙率，提升砂浆强度；复合粉体中，碱性激发剂可促进无机胶凝材料的水化反应，使水硬性水化产物水化硅(铝)酸钙、钙矾石等水化产物增多，所述水化产物具有良好的体积稳定性，不会引起石膏制品的收缩开裂，在提升石膏强度的同时赋予石膏更优异的防水效果。

35、(4)本发明提供了一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆，所述砂浆中添加的缓凝型减水剂为复配减水剂，能够填补β型石膏间空隙，提高致密度，并能够通过调整掺量将凝结时间调节在1～48h范围，将水胶比调整在0.25～0.5，制备出高强度大流动性的石膏自流平砂浆；同时，在缓凝型减水剂中复配了消泡组分，可减少石膏砂浆内部缺陷，使基体更加致密。

36、(5)本发明提供了一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆的制备方法，所述方法通过对β型建筑磷石膏粉改性降低了磷石膏中可溶磷、可溶氟、有机物等有害杂质的含量，保证所制备石膏制品的品质；并通过防水组分与复合粉体协同作用，有效提升石膏耐水性；通过缓凝型减水剂及复合骨料中砂的连续级配技术保证自流平石膏砂浆的大流动性与高强度。

37、(6)本发明提供了一种抗霉耐水β型建筑磷石膏自流平砂浆的应用，所述砂浆便于采用自动化机械方式进行施工，操作简便，效率高。