本发明涉及建筑材料技术领域,更具体地说,它涉及一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆及其制备方法。
背景技术:
由预制的部件在工地装配而成的建筑,称为装配式建筑,装配式建筑是建筑领域践行绿色发展理念的重要着力点,相对于传统现浇建筑,装配式建筑可缩短施工周期25-30%,节约水50%,降低建筑抹灰砂浆约60%,节约木材约80%,降低施工能耗约20%,减少建筑垃圾70%以上,并显著降低施工粉尘和噪声污染。
装配式建筑用砂浆材料是由特定的胶凝材料、细骨料、功能改性剂等主要成分干混制成,主要用于装配式建筑上的砂浆系列材料,包括装配式建筑用预留缝密封砂浆、装配式建筑用拼接填缝砂浆、装配式建筑用座浆料;其中装配式建筑预留缝密封砂浆主要用于预制构件钢筋采用套筒灌浆连接时灌浆前预留接缝的密封和叠合板、墙板的连接。
现有技术中,申请号为201410365697.2的中国发明专利文件中公开了一种建筑干混抹灰砂浆,由以下质量百分含量的组分组成:20-30%硅酸盐水泥,2-5%脱硫石膏粉,1-3%钠基膨润土,0.05-0.1%聚丙烯纤维,10-20%粉煤灰,0.3-0.5%羟丙基甲基纤维素醚,0.5-0.7%vae可再分散乳胶粉,5-10%性能改良剂,余量为建筑细砂,其中所述性能改良剂由以下质量百分含量的组分组成:10-20%蛭石粉,20-30%偏高岭土,5-10%石墨烯,5-10%葡萄糖酸钠,余量为糯米粉。
现有的这种建筑干混砂浆虽然具有粘结强度高,保水、抗裂和施工性能好的优点,但固化较慢,当在竖直方向的预留缝内使用时,易出现流淌、坠滑现象。
炉底渣是火力发电厂、城市集中供热系统等工业和民用燃煤锅炉底部排出的粒径较粗的灰渣,一般为碎石多孔结构,主要成分是sio2、al2o3和fe2o3。炉底渣在各大发电厂、热电厂的日产量都相当大,一般每燃烧1吨媒会产生1/3吨炉底渣,目前炉底渣多限于砖瓦厂的再利用,这些应用技术相对比较落后,对炉底渣的利用率较低,不仅污染了环境,也造成了资源的极大浪费。
因此回收利用炉底渣,研发一种固化时间快,塑性好,不易坠滑和流淌的装配式建筑预留缝密封用抹灰砂浆是亟待解决的问题。
技术实现要素:
针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其具有回收利用炉底渣,降低成本,绿色环保,且固化时间短,塑性好,不易坠滑和流淌的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的制备方法,其具有制备方法简单,易于操作的优点。
为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,包括以下重量份的原料:80-100份水泥、20-60份粉煤灰、30-50份细骨料、40-80份炉底渣、0.1-10份保塑剂、0.1-5份早强剂、0.1-5份减水剂、1-5份改性淀粉醚;
所述早强剂包括质量比为1:(1.1-1.4):(0.7-0.9)的纳米氮化硅、煤矸石和石膏;
所述炉底渣经过以下预处理:以重量份计,将15-25份炉底渣、10-20份飞灰、5-10份硝酸钠和6-12份活性氧化镁混合粉磨,研磨45-50min,掺入4-7份水玻璃、30-50份聚乙烯醇和1-2份环氧树脂,置于60-80℃下混合10-20min,加入0.4-1份六偏磷酸钠,升温至70-80℃,搅拌20-30min,置于90-120℃下干燥。
通过采用上述技术方案,因为炉底渣是未燃尽煤的熔融物,与粉煤灰相比黑色碳粒较多,因此其吸附性较强,导致需水量和烧失量较高,但凝结时间缩短,炉底渣中硫酸钙含量较高,易与水泥中的铝酸钙反应生成钙矾石,易使抹灰砂浆后期产生体积膨胀导致结构破坏,因此将炉底渣与飞灰、硝酸铵和活性氧化镁混合研磨,能降低需水量比,加速炉底渣中无水硫酸钙的分解,促进炉底渣水化并与亚硝酸钙共同转化为二水石膏,有利于水化物的形成,降低后期体积膨胀,活性氧化镁能激发炉底渣,掺入飞灰有利于获得更高的强度,使炉底渣表面产生微观形貌呈细小致密的富铝网格状晶体结构,能降低砂浆的干燥收缩,聚乙烯醇经环氧树脂和水玻璃的改性,使得粘度增加,水玻璃的加入能提高聚乙烯醇的黏合强度,环氧树脂分子链中含有活泼的环氧基团,使其与聚乙烯醇发生交联反应,形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物,改善炉底渣表面多孔结构,降低用水量,改善抹灰砂浆的和易性,降低收缩率,增加砂浆的粘结强度,防止坠滑和流淌。
使用纳米氮化硅、煤矸石和石膏作为早强剂,由于纳米氮化硅的尺寸小,表面原子数多,反应活性高,加入水泥后因其高活性可与水泥矿物和水化产物发生水化反应,进而加速水化反应,增加体系的胶凝性能,改善ch晶体的定向排列取向性,使界面结构由平面排列向空间结构过度,改善界面的综合性能,从而提高砂浆的早强性能,同时纳米氮化硅的小尺寸能填补砂浆中的孔隙,使砂浆内部结构更加密实,孔结构得到改善,并且能加速水化产物迅速成核,纳米氮化硅的化学稳定性好,具有优良的介导性能和优异的力学性能,能提高砂浆的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性,石膏能降低炉底渣的需水量,提高炉底渣的活性指数,煤矸石中一般以硅、铝氧化物为主要化学成分,另外还含有三氧化二铁、氧化钙、氧化镁等以及稀有元素,石膏能促使caf2和硫酸钙与c3a化合生成c11a7·caf2和c4a3s,同时又利于c3s的形成。
进一步地,所述原料的重量份为:90份水泥、40份粉煤灰、40份细骨料、60份炉底渣、5份保塑剂、5份早强剂、3份减水剂、3份改性淀粉醚。
通过采用上述技术方案,由于装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的原料配比更加精确,用量更加精准,使制得的干混抹灰砂浆具有较好的粘结性能和塑性,能快速凝结,防止在密封竖直预留缝时,出现坠滑和流淌现象。
进一步地,所述改性淀粉醚由以下方法制成:以重量份计,将5-10份浓度为90-95%的乙醇、1-3份玉米淀粉、6-12份一氯乙酸和2-4份氢氧化钠混合,在40-50℃下搅拌4-6h,加入1-3份氢氧化钠,在40-50℃下继续反应8-10h,用冰醋酸调节ph值至6.5-7,用乙醇和水按照8-9:1的质量比混合制成的溶液进行洗涤抽滤,将滤饼置于45℃下干燥10h,粉碎,过100目筛。
通过采用上述技术方案,采用先加酸后补碱的方式,有利于醚化反应的进行,提高取代度和反应速率,淀粉中接入羧甲基基团,亲水性不断增强,淀粉颗粒吸水膨胀,颗粒之间排列紧凑,相互积压,相互作用力增大,且接入的羧甲基基团使淀粉侧链碳链增长,粘度提高,从而增大抹灰砂浆的粘结强度,且改性淀粉醚与保塑剂协同使用,能起到增稠保水的作用,降低干燥收缩。
进一步地,所述减水剂为木质素磺酸盐、2-萘磺酸甲醛缩合钠盐、三聚氰胺类高效减水剂或聚羧酸盐减水剂中的一种或几种的组合物。
进一步地,所述保塑剂为甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羧甲基纤维素或木质纤维素中的一种或几种的组合物。
进一步地,所述粉煤灰经研磨10-15min,细度为4-5.8%,需水量比为102-108%,烧失量为5.2-5.5%,so3含量为0.35-0.45%,游离氧化钙含量为0.4-0.5%。
通过采用上述技术方案,粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝,与水泥和水混合后,能够生成较为稳定的胶凝材料,从而使抹灰砂浆具有较高的强度,粉煤灰经研磨后,颗粒级配和颗粒形状发生了一定的变化,经粉磨后,颗粒内的玻璃微珠以及黏连体分散,使部分多孔玻璃体破碎形成比较致密的粉末,因此研磨后的粉煤灰中含有较多的不规则玻璃体,减少了粉煤灰颗粒之间的孔隙,降低了需水量,同时减少了对保塑剂的吸附。
进一步地,所述细骨料包括河砂,细度模数为2.3-2.8,含泥量为1-2%,泥块含量为0%,表观密度为2687-2700g/cm3,堆积密度为1642-1700kg/m3。
通过采用上述技术方案,河砂的硬度高、耐磨性好,黏土等有害杂质含量少,使抹灰砂浆的耐冲刷性好,细度模数适宜,使抹灰砂浆有较好的工作性,施工和易性好,易搅拌,能填充于骨料之间的孔隙内,提高抹灰砂浆的密实度和强度,降低抹灰砂浆中孔隙率,提高抹灰砂浆的抗压强度。
进一步地,原料还包括建筑垃圾粉料,所述建筑垃圾粉料的用量为20-30份,建筑垃圾粉料由以下方法制成:将废弃混凝土进行破碎、筛分、二次破碎,制得粉料,将粉料、纳米氧化铝和石墨烯按照1:0.8-1:0.6-0.8的质量比混合均匀,加入聚酰胺和硅烷偶联剂kh550,在80-100℃下混合均匀后,置于40-50℃下干燥20-30min,取出研磨,制得建筑垃圾粉末,聚酰胺、硅烷偶联剂和粉料的质量比为1-2:0.3-0.5:1。
通过采用上述技术方案,建筑垃圾中含有未水化的水泥和水化产物等,在水玻璃的作用下,能与水进行水化反应和二次水化反应,提高体系的强度,掺入的纳米氧化铝和石墨烯具有较高的导热系数,从而使得抹灰砂浆具有较好的导热性能,使抹灰砂浆在硬化过程中,不会因内外温度不一致而引起温度应力,防止抹灰层表面大面积开裂和脱落,掺入聚酰胺和硅烷偶联剂,可增大建筑垃圾粉料的硬度和韧性,从而降低抹灰砂浆干燥时的收缩率。
为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的制备方法,包括以下步骤:
s1、将炉底渣、细骨料和建筑垃圾粉料分别烘干,至含水量低于0.2%,过3mm筛网;
s2、将过筛后的炉底渣和细骨料与水泥、粉煤灰、保塑剂、早强剂、减水剂和改性淀粉醚混合,制得装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆。
通过采用上述技术方案,先将炉底渣、细骨料和建筑垃圾粉料进行烘干,降低含水量,再与其余原料混合,制备方法简单,易于操作。
进一步地,制备抹灰砂浆时,将所述干混抹灰砂浆与水按照1:0.12-0.26的质量比混合搅拌,搅拌速率为80-100r/min,搅拌5-10min。
通过采用上述技术方案,干混抹灰砂浆只需与水混合搅拌即可使用,应用方法简单,易操作。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
第一、由于本发明采用炉底渣作为干混抹灰砂浆的原料,能替代部分河砂,降低成本,回收利用炉底渣,降低炉底渣的堆放,节约资源,由于使用飞灰、硝酸钠和活性氧化镁与炉底渣进行共混研磨,再将炉底渣与环氧树脂、聚乙烯醇和水玻璃进行共混,从而改善炉底渣表面的多孔结构,降低炉底渣的需水量,增加炉底渣的粘结强度和可塑性,改善抹灰砂浆的和易性,同时降低砂浆的干燥收缩率,使抹灰砂浆在密封竖直状预留缝时,防止出现抹灰砂浆坠滑和流淌现象。
第二、本发明中优选采用纳米氮化硅、煤矸石和石膏作为早强剂,由于纳米氮化硅的反应活性高,尺寸小,加入水泥中,能促进水化产物发生水化反应,改善界面结构,提升砂浆的早期强度,缩短凝结时间,同时使砂浆固化后,内部更加致密,化学稳定性好,能增加砂浆的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性。
第三、本发明中优选使用玉米淀粉与一氯乙酸、氢氧化钠进行反应,制备改性淀粉醚,醚化反应中取代度较低,颗粒与颗粒之间排列紧凑,接入的羧甲基基团是淀粉侧链碳链增长,粘结强度增加,且改性淀粉醚与作为保塑剂的纤维素醚协同作用,能起到增稠保湿的作用,增大砂浆的保水率,降低干燥收缩,同时防止砂浆出现坠滑和流淌现象。
第四、本发明中向干混抹灰砂浆中掺入建筑垃圾粉料,并使用废弃混凝土与纳米氧化铝、石墨烯、聚酰胺等制备建筑垃圾粉料,回收利用废弃混凝土,降低对环境的污染和土地资源的浪费,因纳米氧化铝和石墨烯具有较高的导热性能,因此能增加建筑垃圾粉料的导热系数,使抹灰砂浆在固化时,避免因内外温度不一致而出现开裂和脱落现象。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
改性淀粉醚的制备例1-3
制备例1:将5kg浓度为90%的乙醇、1kg木薯淀粉、6kg一氯乙酸和2kg氢氧化钠混合,在40℃下搅拌6h,加入1kg氢氧化钠,在40℃下继续反应10h,用冰醋酸调节ph值至6.5,用乙醇和水按照8:1的质量比混合制成的溶液进行洗涤抽滤,将滤饼置于45℃下干燥10h,粉碎,过100目筛。
制备例2:将8kg浓度为93%的乙醇、2kg玉米淀粉、9kg一氯乙酸和3kg氢氧化钠混合,在45℃下搅拌5h,加入2kg氢氧化钠,在45℃下继续反应9h,用冰醋酸调节ph值至6.8,用乙醇和水按照8.5:1的质量比混合制成的溶液进行洗涤抽滤,将滤饼置于45℃下干燥10h,粉碎,过100目筛。
制备例3:将10kg浓度为95%的乙醇、3kg玉米淀粉、12kg一氯乙酸和4kg氢氧化钠混合,在50℃下搅拌4h,加入3kg氢氧化钠,在50℃下继续反应8h,用冰醋酸调节ph值至7,用乙醇和水按照9:1的质量比混合制成的溶液进行洗涤抽滤,将滤饼置于45℃下干燥10h,粉碎,过100目筛。
实施例
以下实施例中纳米氮化硅选自上海乃欧纳米科技有限公司出售的货号为no-n-004-1的纳米氮化硅,木质素磺酸钙选自上海云哲新材料科技有限公司出售的型号为mg-3的木质素磺酸钙,2-萘磺酸甲醛缩合钠盐选自南京恒逸佳贸易有限公司出售的cas为36290-04-7的2-萘磺酸甲醛缩合钠盐,三聚氰胺类高效减水剂选自上海燕峪建筑新材料有限公司出售的型号为prc1016的三聚氰胺类高效减水剂,聚羧酸盐减水剂选自山西凯迪建材有限公司出售的kdsp-1型聚羧酸盐高性能减水剂,甲基羟乙基纤维素醚选自武汉润兴源科技有限公司出售的hh-20m的甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤维素醚选自上海臣启化工科技有限公司出售的型号为hpmc-20的甲基羟丙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚选自东莞市华悦科明贸易有限公司出售的qp-100mh型羟乙基纤维素醚、羧甲基纤维素选自广州市多美多新材料有限公司出售的ca-f03型羧甲基纤维素,木质纤维素选自复纳新材料科技(上海)有限公司出售的型号为006的木质纤维素,聚乙烯醇选自广州市银环化工有限公司出售的pva2488型聚乙烯醇、水玻璃、环氧树脂选自无锡钱广化工原料有限公司出售的e-51型环氧树脂,纳米氧化铝选自杭州智钛净化科技有限公司出售的型号为vk-l30的纳米氧化铝,石墨烯选自青岛岩海碳材料有限公司出售的型号为hgp-3a的石墨烯,聚酰胺选自上海盈鑫塑胶科技有限公司出售的牌号为101l的聚酰胺,硅烷偶联剂kh550选自河南汇发化工有限公司出售的型号为01的硅烷偶联剂kh550。
实施例1:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其原料配比如表1所示,该装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的制备方法包括以下步骤:
s1、将炉底渣和细骨料分别烘干,至含水量低于0.2%,过3mm筛网;
其中细骨料为河砂,细度模数为2.3,含泥量为1%,泥块含量为0%,表观密度为2687g/cm3,堆积密度为1642kg/m3,炉底渣经过以下预处理:将15kg炉底渣、10kg飞灰、5kg硝酸钠和6kg活性氧化镁混合粉磨,研磨45min,掺入4kg水玻璃、30kg聚乙烯醇和1kg环氧树脂,置于60℃下混合20min,加入0.4kg六偏磷酸钠,升温至70℃,搅拌30min,置于90℃下干燥;
s2、将过筛后的40kg炉底渣和30kg细骨料与80kg水泥、20kg粉煤灰、0.1kg保塑剂、0.1kg早强剂、0.1kg减水剂和1kg改性淀粉醚混合,制得装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,水泥为p.o42.5硅酸盐水泥,粉煤灰经研磨10min,细度为4%,需水量比为102%,烧失量为5.2%,so3含量为0.35%,游离氧化钙含量为0.4%,保塑剂为甲基羟乙基纤维素醚,早强剂由质量比为1:1.1:0.7的纳米氮化硅、煤矸石和石膏混合制成,纳米氮化硅的粒径为20nm,减水剂为质量比为1:1的木质素磺酸钙和三聚氰胺类高效减水剂,改性淀粉醚由制备例1制成。
该干混抹灰砂浆制备抹灰砂浆式,与水按照1:0.12的质量比混合搅拌,搅拌速率为80r/min,搅拌10min。
表1实施例1-5中装配式建筑预留缝密封干混砂浆的原料配比
实施例2:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其原料配比如表1所示,该装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的制备方法包括以下步骤:
s1、将炉底渣和细骨料分别烘干,至含水量低于0.2%,过3mm筛网;
其中细骨料为河砂,细度模数为2.5,含泥量为1.5%,泥块含量为0%,表观密度为2693g/cm3,堆积密度为1670kg/m3,炉底渣经过以下预处理:
将15kg炉底渣、10kg飞灰、5kg硝酸钠和6kg活性氧化镁混合粉磨,研磨45min,掺入4kg水玻璃、30kg聚乙烯醇和1kg环氧树脂,置于60℃下混合20min,加入0.4kg六偏磷酸钠,升温至70℃,搅拌30min,置于90℃下干燥;
s2、将过筛后的50kg炉底渣和35kg细骨料与85kg水泥、30kg粉煤灰、3kg保塑剂、3kg早强剂、2kg减水剂和2kg改性淀粉醚混合,制得装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,水泥为p.o42.5硅酸盐水泥,粉煤灰经研磨13min,细度为4.9%,需水量比为105%,烧失量为5.3%,so3含量为0.4%,游离氧化钙含量为0.45%,保塑剂为质量比为1:1的甲基羟丙基纤维素醚和羟乙基纤维素醚,早强剂由质量比为1:1.1:0.7的纳米氮化硅、煤矸石和石膏混合制成,纳米氮化硅的粒径为20nm,减水剂为2-萘磺酸甲醛缩合钠盐,改性淀粉醚由制备例2制成。
该干混抹灰砂浆制备抹灰砂浆式,与水按照1:0.18的质量比混合搅拌,搅拌速率为90r/min,搅拌8min。
实施例3:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其原料配比如表1所示,该装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的制备方法包括以下步骤:
s1、将炉底渣和细骨料分别烘干,至含水量低于0.2%,过3mm筛网;
其中细骨料为河砂,细度模数为2.5,含泥量为1.5%,泥块含量为0%,表观密度为2700g/cm3,堆积密度为1700kg/m3,炉底渣经过以下预处理:将15kg炉底渣、10kg飞灰、5kg硝酸钠和6kg活性氧化镁混合粉磨,研磨45min,掺入4kg水玻璃、30kg聚乙烯醇和1kg环氧树脂,置于60℃下混合20min,加入0.4kg六偏磷酸钠,升温至70℃,搅拌30min,置于90℃下干燥;
s2、将过筛后的60kg炉底渣和40kg细骨料与90kg水泥、40kg粉煤灰、5kg保塑剂、5kg早强剂、3kg减水剂和3kg改性淀粉醚混合,制得装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,水泥为p.o42.5硅酸盐水泥,粉煤灰经研磨15min,细度为5.8%,需水量比为108%,烧失量为5.5%,so3含量为0.45%,游离氧化钙含量为0.5%,保塑剂为质量比为1:1的羧甲基纤维素和木质纤维素,早强剂由质量比为1:1.1:0.7的纳米氮化硅、煤矸石和石膏混合制成,纳米氮化硅的粒径为20nm,减水剂为聚羧酸盐减水剂,改性淀粉醚由制备例3制成。
该干混抹灰砂浆制备抹灰砂浆式,与水按照1:0.26的质量比混合搅拌,搅拌速率为100r/min,搅拌5min。
实施例4-5:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,原料配比如表1所示。
实施例6:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,炉底渣经过以下预处理:将25kg炉底渣、20kg飞灰、10kg硝酸钠和12kg活性氧化镁混合粉磨,研磨50min,掺入7kg水玻璃、50kg聚乙烯醇和2kg环氧树脂,置于80℃下混合10min,加入1kg六偏磷酸钠,升温至80℃,搅拌20min,置于120℃下干燥。
实施例7:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,将20kg炉底渣、15kg飞灰、8kg硝酸钠和9kg活性氧化镁混合粉磨,研磨48min,掺入6kg水玻璃、40kg聚乙烯醇和1.5kg环氧树脂,置于70℃下混合15min,加入0.7kg六偏磷酸钠,升温至75℃,搅拌25min,置于105℃下干燥。
实施例8:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,早强剂由质量比为1:1.2:0.8的纳米氮化硅、煤矸石和石膏混合制成。
实施例9:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,早强剂由质量比为1:1.4:0.9的纳米氮化硅、煤矸石和石膏混合制成。
实施例10:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,原料中还包括20kg建筑垃圾粉料,建筑垃圾粉料由以下方法制成:将废弃混凝土进行破碎、筛分、二次破碎,制得粉料,将粉料、纳米氧化铝和石墨烯按照1:0.8:0.6的质量比混合均匀,加入聚酰胺和硅烷偶联剂kh550,在80℃下混合均匀后,置于40℃下干燥30min,取出研磨,制得建筑垃圾粉末,聚酰胺、硅烷偶联剂和粉料的质量比为1:0.3:1,纳米氧化铝的粒径为30nm,石墨烯粒径为3μm,将建筑垃圾粉料与炉底渣、细骨料先进行烘干,再与水泥等原料混合。
实施例11:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,原料中还包括25kg建筑垃圾粉料,建筑垃圾粉料由以下方法制成:将废弃混凝土进行破碎、筛分、二次破碎,制得粉料,将粉料、纳米氧化铝和石墨烯按照1:0.9:0.7的质量比混合均匀,加入聚酰胺和硅烷偶联剂kh550,在90℃下混合均匀后,置于45℃下干燥25min,取出研磨,制得建筑垃圾粉末,聚酰胺、硅烷偶联剂和粉料的质量比为1.5:0.4:1,纳米氧化铝的粒径为30nm,石墨烯粒径为3μm,将建筑垃圾粉料与炉底渣、细骨料先进行烘干,再与水泥等原料混合。
实施例12:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,原料中还包括30kg建筑垃圾粉料,建筑垃圾粉料由以下方法制成:将废弃混凝土进行破碎、筛分、二次破碎,制得粉料,将粉料、纳米氧化铝和石墨烯按照1:1:0.8的质量比混合均匀,加入聚酰胺和硅烷偶联剂kh550,在100℃下混合均匀后,置于50℃下干燥20min,取出研磨,制得建筑垃圾粉末,聚酰胺、硅烷偶联剂和粉料的质量比为2:0.5:1,纳米氧化铝的粒径为30nm,石墨烯粒径为3μm,将建筑垃圾粉料与炉底渣、细骨料先进行烘干,再与水泥等原料混合。
对比例
对比例1:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,早强剂中未添加纳米氮化硅。
对比例2:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,早强剂由质量比为1:1:0.6的纳米氮化硅、煤矸石和石膏混合制成。
对比例3:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,早强剂由质量比为1:1.5:1的纳米氮化硅、煤矸石和石膏混合制成。
对比例4:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,预处理炉底渣时,未添加飞灰、硝酸钠和活性氧化镁。
对比例5:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,预处理炉底渣时未添加水玻璃、聚乙烯醇和环氧树脂。
对比例6:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例1的区别在于,改性淀粉醚由郑州普尔化工产品有限公司出售的羟丙基改性淀粉醚替代。
对比例7:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例10的区别在于,建筑垃圾粉料中未添加纳米氧化铝和石墨烯。
对比例8:一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,与实施例10的区别在于,建筑垃圾粉料中未添加聚酰胺。
对比例9:以申请号为201010260323.6的中国发明专利文件中实施例1制备的建筑干混抹灰砂浆作为对照,(1)分别将河砂和炉底渣烘干至含水率低于0.2%,筛去3mm以上大颗粒后进仓待用;(2)配制抹灰砂浆母料100kg,其各组分原料质量为:粉状萘系减水剂8.2kg、脂肪醇硫酸盐类阴离子表面活性剂0.63kg、纤维素醚3.1kg、棒土15.3kg、i级粉煤灰72.77kg;将上述原材料放入混合机内,充分混合4分钟,混合均匀后进添加剂仓待用;(3)配制干拌抹灰砂浆dpm5.0成品100kg,其各组分原材料质量为:普通硅酸盐水泥17.2kg、i级粉煤灰7.1kg、河砂49.8kg、炉底渣23.8kg、抹灰砂浆母料2.1kg;将上述材料放入混合机内,充分混合3分钟,混合均匀后即可得到干拌抹灰砂浆dpm5.0,使用时加入适量的水搅拌均匀后即可使用。
性能检测试验
按照实施例1-12和对比例1-9中的方法制备干混抹灰砂浆,并与水混合,制成抹灰砂浆,按照以下方法检测抹灰砂浆的性能,将检测结果记录于表2中:
1、粘结强度:按照jgj/t220《抹灰砂浆技术规程》进行检测;
2、收缩率:按照gb/t25181-2019《预拌砂浆》进行检测;
3、凝结时间:按照gb/t25181-2019《预拌砂浆》进行检测;
4、保水率:按照gb/t24181-2019《预拌砂浆》进行检测;
5、导热系数:按照gb/t20473-2006《建筑保温砂浆》进行检测。
表2实施例1-12和对比例1-9制备的抹灰砂浆的性能测试
由表2中数据可知,实施例1-9中制备的抹灰砂浆具有粘结强度大,凝结时间短,早期强度高,粘结力强,在密封竖直预留缝时,不会出现抹灰砂浆坠滑、流淌的现象,且后期收缩率小,柔韧性好,不易开裂,导热系数大,实施例10-12中掺入建筑垃圾粉料,回收废弃混凝土,且制得的抹灰砂浆的导热系数得到改善,使抹灰砂浆在硬化过程中不会因为内外温度不一致而引起温度应力,造成抹灰层大面积开裂和脱落。
对比例1因早强剂中未添加纳米氮化硅,由检测结果可知,抹灰砂浆的3天抗压强度下降,且初凝时间延长,导热系数变小。
对比例2因早强剂中纳米氮化硅、煤矸石和石膏的质量比为1:1:0.6,煤矸石和石膏相对于纳米氮化硅,用量减少,由检测结果可知,抹灰砂浆的早期强度下降,凝结时间延长。
对比例3因早强剂中氮化硅、煤矸石和石膏的质量比为1:1.5:1,由表2中数据可以看出,对比例3制备的抹灰砂浆抗压强度下降,凝结时间延长,导热系数下降。
对比例4因预处理炉底渣时未添加飞灰、硝酸钠和活性氧化镁,由检测结果可知,抹灰砂浆的28天收缩率增大,后期干燥收缩较严重,且早期抗压强度降低,保水性降低。
对比例5因预处理炉底渣时未添加水玻璃、聚乙烯醇和环氧树脂,制成的抹灰砂浆的后期收缩严重,易开裂,且粘结强度降低,
对比例6使用市售改性淀粉醚替代本发明制备的淀粉醚,由检测结果可知,对比例6制备的改性淀粉醚保水性下降,粘结强度降低,收缩率变大。
对比例7因建筑垃圾粉料中未添加石墨烯和纳米氧化铝,抹灰砂浆的早期强度降低,导热系数下降。
对比例8因建筑垃圾粉料中未添加聚酰胺,与实施例10相比,抹灰砂浆的粘结强度下降,28天收缩率增大。
对比例9为现有使用炉底渣制备的抹灰砂浆,由检测结果对比可知,其粘结强度较小,早期强度低,收缩率大,凝结时间长,导热系数大。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
1.一种装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,包括以下重量份的原料:80-100份水泥、20-60份粉煤灰、30-50份细骨料、40-80份炉底渣、0.1-10份保塑剂、0.1-5份早强剂、0.1-5份减水剂,1-5份改性淀粉醚;
所述早强剂包括质量比为1:(1.1-1.4):(0.7-0.9)的纳米氮化硅、煤矸石和石膏;
所述炉底渣经过以下预处理:以重量份计,将15-25份炉底渣、10-20份飞灰、5-10份硝酸钠和6-12份活性氧化镁混合粉磨,研磨45-50min,掺入4-7份水玻璃、30-50份聚乙烯醇和1-2份环氧树脂,置于60-80℃下混合10-20min,加入0.4-1份六偏磷酸钠,升温至70-80℃,搅拌20-30min,置于90-120℃下干燥。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,所述原料的重量份为:90份水泥、40份粉煤灰、40份细骨料、60份炉底渣、5份保塑剂、5份早强剂、3份减水剂,3份改性淀粉醚。
3.根据权利要求1-2任一项所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,所述改性淀粉醚由以下方法制成:以重量份计,将5-10份浓度为90-95%的乙醇、1-3份玉米淀粉、6-12份一氯乙酸和2-4份氢氧化钠混合,在40-50℃下搅拌4-6h,加入1-3份氢氧化钠,在40-50℃下继续反应8-10h,用冰醋酸调节ph值至6.5-7,用乙醇和水按照8-9:1的质量比混合制成的溶液进行洗涤抽滤,将滤饼置于45℃下干燥10h,粉碎,过100目筛。
4.根据权利要求1-2任一项所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,所述减水剂为木质素磺酸盐、2-萘磺酸甲醛缩合钠盐、三聚氰胺类高效减水剂或聚羧酸盐减水剂中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求1-2任一项所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,所述保塑剂为甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羧甲基纤维素或木质纤维素中的一种或几种的组合物。
6.根据权利要求1-2任一项所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,所述粉煤灰经研磨10-15min,细度为4-5.8%,需水量比为102-108%,烧失量为5.2-5.5%,so3含量为0.35-0.45%,游离氧化钙含量为0.4-0.5%。
7.根据权利要求1-2任一项所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,所述细骨料包括河砂,细度模数为2.3-2.8,含泥量为1-2%,泥块含量为0%,表观密度为2687-2700g/cm3,堆积密度为1642-1700kg/m3。
8.根据权利要求1-2任一项所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆,其特征在于,原料还包括建筑垃圾粉料,所述建筑垃圾粉料的用量为20-30份,建筑垃圾粉料由以下方法制成:将废弃混凝土进行破碎、筛分、二次破碎,制得粉料,将粉料、纳米氧化铝和石墨烯按照1:0.8-1:0.6-0.8的质量比混合均匀,加入聚酰胺和硅烷偶联剂kh550,在80-100℃下混合均匀后,置于40-50℃下干燥20-30min,取出研磨,制得建筑垃圾粉末,聚酰胺、硅烷偶联剂和粉料的质量比为1-2:0.3-0.5:1。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1、将炉底渣、细骨料和建筑垃圾粉料分别烘干,至含水量低于0.2%,过3mm筛网;
s2、将过筛后的炉底渣和细骨料与水泥、粉煤灰、保塑剂、早强剂、减水剂和改性淀粉醚混合,制得装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆。
10.根据权利要求9所述的装配式建筑预留缝密封干混抹灰砂浆的制备方法,其特征在于,制备抹灰砂浆时,将所述干混抹灰砂浆与水按照1:0.12-0.26的质量比混合搅拌,搅拌速率为80-100r/min,搅拌5-10min。
技术总结