一种干粉砂浆及其外加剂

摘要

本发明公开了一种干粉砂浆及其外加剂。该干粉砂浆外加剂包含无机增稠剂，无机增稠剂为片层状偏高岭土与颗粒状膨胀蛭石粉按重量比20：80~80：20的混合物；所述偏高岭土为1250目以下的偏高岭土，所述膨胀蛭石粉为325目以下的膨胀蛭石粉。通过两者按一定比例进行复合：通过片层状偏高岭土降低膨胀蛭石粉的破碎率，抑制了因膨胀蛭石粉的破碎导致其内水分的释放、浆体的离析，使浆体保持稳定的触变性；另一方面，膨胀蛭石粉对浆体的pH值起到缓冲作用，并为偏高岭土提供稳定的激活剂，提高了偏高岭土的保水性；通过片层状和颗粒状的增稠剂级配以及多配位原子间的键合效果，形成更大的水凝胶网络，改善了砂浆的触变性，保证了浆体的施工易和性。

权利要求

1.一种干粉砂浆外加剂，其特征在于，所述干粉砂浆外加剂包含无机增稠剂，无机增稠剂为片层状偏高岭土与颗粒状膨胀蛭石粉按重量比20：80~80：20的混合物；所述偏高岭土为1250目以下的偏高岭土，所述膨胀蛭石粉为325目以下的膨胀蛭石粉；所述干粉砂浆外加剂还包含有机增稠剂和引气剂，所述有机增稠剂为水溶性纤维素醚类增稠剂，所述引气剂为十二烷基硫酸钠；所述无机增稠剂、有机增稠剂以及引气剂的重量比为100：30~50：0.5~

3。

2.如权利要求1所述的干粉砂浆外加剂，其特征在于，所述水溶性纤维素醚保水剂为羟丙基甲基纤维素醚。

3.如权利要求1所述的干粉砂浆外加剂，其特征在于，所述干粉砂浆外加剂还包括无机含孔粉体和重钙粉，其中所述无机增稠剂、所述无机含孔粉体、所述重钙粉、所述有机增稠剂以及所述引气剂的重量比为100：210~300：80~150：30~50：0.5~3；所述无机含孔粉体为粉煤灰、膨胀珍珠岩、炉渣、矿粉、凹凸棒土中的一种或几种。

4.如权利要求3所述的干粉砂浆外加剂，其特征在于，所述无机含孔粉体由膨胀珍珠岩、炉渣、粉煤灰组成，膨胀珍珠岩、炉渣、粉煤灰的重量比为1：1~3：1~3。

5.如权利要求3所述的干粉砂浆外加剂，其特征在于，所述无机含孔粉体由膨胀珍珠岩、炉渣、矿粉组成，膨胀珍珠岩、炉渣、矿粉的重量比为1：1~3：1~3。

6.一种干粉砂浆，其特征在于，包含权利要求1至5任意一项所述的干粉砂浆外加剂；以所述干粉砂浆的基料总重量为基准计，所述干粉砂浆外加剂的量为0.1~3重量%。

7.如权利要求6所述的干粉砂浆，其特征在于，以所述干粉砂浆的基料总重量为基准计，所述干粉砂浆外加剂的量为1~2重量%。

8.如权利要求6所述的干粉砂浆，其特征在于，所述干粉砂浆由水泥、粉煤灰、黄砂以及所述干粉砂浆外加剂组成，其中水泥、粉煤灰、黄砂的重量比为10~15：5~10：80。

说明书

一种干粉砂浆及其外加剂

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料，具体涉及一种干粉砂浆及其外加剂。

背景技术

[0002] 干粉砂浆是指经干燥筛分处理的骨料如石英砂、无机胶凝材料如水泥、及外加剂如聚合物等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状的物料；其以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可直接使用，又称作干粉料、干混料、干拌粉，有些建筑黏合剂也属于此类。干粉砂浆在建筑业中以薄层发挥粘结、衬垫、防护和装饰作用，建筑和装修工程应用极为广泛。

[0003] 砂浆的主要性能指标包括强度和施工和易性。其中，强度主要是指成型后砂浆的抗压强度，其取决于成分、水化程度和凝结效果；施工和易性主要是指砂浆易于各工序施工操作，包括搅拌、运输、浇灌、捣实等，并能获得质量均匀、成型密实的性能，其含义包含触变性、流动性、粘聚性及保水性。

[0004] 现有的砂浆采用多添加有蛭石粉或偏高岭土改善干粉砂浆的性能。其中，偏高岭土是高岭土在适当温度下经过脱水形成的，其自身具有高抗压性，但是其保水性是由于热力学介稳状态的不规则分子排列引起的，保水性一般，无法很大程度上地改善砂浆整体的抗压强度。相比之下，蛭石粉具有高保水性，更能促进水泥水化，有利于改善砂浆整体的抗压的强度，但是其本身的抗压性差，不过在搅拌的过程中颗粒状无机触变剂易受到挤压，产生破碎，使其内吸附的水分释放出来，造成浆体离析，使砂浆触变性发生突变，导致浆料的性能随其添加量影响很大。

[0005] 为此有必要开发一种可以稳定且显著地改善干粉砂浆的施工和易性和强度的外加剂，以及开发一种具有良好施工性和强度的干粉砂浆。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种可以稳定且显著地改善干粉砂浆的施工性和强度的干粉砂浆外加剂。

[0007] 本发明的目的还在于提供一种具有良好施工性和强度的干粉砂浆。

[0008] 为实现上述第一目的，本发明的技术方案是：一种干粉砂浆外加剂，所述干粉砂浆外加剂包含无机增稠剂，无机增稠剂为片层状偏高岭土与颗粒状膨胀蛭石粉按重量比20：80~80：20的混合物；所述偏高岭土为1250目以下的偏高岭土，所述膨胀蛭石粉为325目以下的膨胀蛭石粉。

[0009] 优选地，所述干粉砂浆外加剂还包含有机增稠剂和引气剂，所述有机增稠剂为水溶性纤维素醚类增稠剂，所述引气剂为脂肪钠盐类引气剂；所述无机增稠剂、所述有机增稠剂以及所述引气剂的重量比为100：30~50：0.5~3。

[0010] 进一步优选地，所述水溶性纤维素醚保水剂为羟丙基甲基纤维素醚，所述引气剂为十二烷基硫酸钠。

[0011] 进一步优选地，所述干粉砂浆外加剂还包括无机含孔粉体和重钙粉，其中所述无机增稠剂、所述无机含孔粉体、所述重钙粉、所述有机增稠剂以及引气剂的重量比为100：210~300：80~150：30~50：0.5~3；所述无机含孔粉体为粉煤灰、膨胀珍珠岩、炉渣、矿粉、凹凸棒土中的一种或几种。

[0012] 优选地，所述无机含孔粉体由膨胀珍珠岩、炉渣、粉煤灰组成，膨胀珍珠岩、炉渣、粉煤灰的重量比为1：1~3：1~3。

[0013] 或者优选地，所述无机含孔粉体由膨胀珍珠岩、炉渣、矿粉组成，膨胀珍珠岩、炉渣、矿粉的重量比为1：1~3：1~3。

[0014] 为实现上述第二目的，本发明的技术方案是：一种干粉砂浆，包含上述的干粉砂浆外加剂；以所述干粉砂浆的基料总重量为基准计，所述干粉砂浆外加剂的量为0.1~3重量%。

[0015] 进一步优选地，以所述干粉砂浆的基料总重量为基准计，所述干粉砂浆外加剂的量为1~2重量%。

[0016] 更进一步优选地，所述干粉砂浆由水泥、粉煤灰、黄砂以及所述干粉砂浆外加剂组成，其中水泥、粉煤灰、黄砂的重量比为10~15：5~10：80。

[0017] 本发明优点和有益效果在于：本发明干粉砂浆外加剂将片状偏高岭土及颗粒状膨胀蛭石粉进行比例复合：

[0018] （1）片层状偏高岭土的添加降低了膨胀蛭石粉的破碎率，抑制了因膨胀蛭石粉的破碎导致其内水分的释放、浆体的离析，使浆体保持稳定的触变性；

[0019] （2）膨胀蛭石粉对浆体起到pH值缓冲作用，其释放的钾钠离子作为偏高岭土的激活剂，提高了偏高岭土的保水性；

[0020] （3）通过片层状和颗粒状增稠剂级配和多配位原子间的键合效果，主要是铝硅酸盐的偏高岭土和含镁水铝硅酸盐的蛭石通过镁、铝原子的配位键以及水之间的氢键的复合效果，使增稠剂之间产生了粘度叠加效应，形成更大的水凝胶网络，改善了砂浆的触变性，保持使浆体混合具有高稠度、涂抹时具有高流动性、施工后具有防流挂性，改善浆体的高施工易和性，同时改善了浆体的保水性，提高了浆体凝固后的抗压强度和粘结强度。

[0021] 上述三个方面使得该干粉砂浆外加剂能够意想不到地改进砂浆的施工易和性、强度等性能，使干粉砂浆的施工易和性以及强度可以稳定地得以改善。

具体实施方式

[0022] 下面结合具体实施方式，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0023] 本发明是一种干粉砂浆及其外加剂。本发明的设计思路是采用片层状偏高岭土与颗粒状膨胀蛭石粉一定比例的混合物作为复合型的无机增稠剂。其可以与有机的增稠剂和引气剂等一起使用，也可以单独作为干粉砂浆的外加剂使用，以改善干粉砂浆的施工易和性、保水性以及强度。

[0024] 本发明所用主要原料包括：

[0025] 市售的32.5级复合硅酸盐水泥，其细度为1.9%，标准稠度为29%，密度为2.81g/cm3，3d抗折强度为4.7MPa，28d抗折强度为9.7MPa，3d抗压强度为15.6MPa，28d抗压强度为36.3MPa。

[0026] 市售的普通黄砂，其细度模数为2.3，含泥量0.9%，表观密度2.64g/cm3，堆积密度为1.42 g/cm3。

[0027] 偏高岭土的主要成分有SiO2 53.7%、Al2O3 44.97%、Fe2O3 0.25%、TiO2 0.2%、CaO 0.30%、MgO 0.15%、K2O 0.04%、Na2O 0.13%，含水<0.5%，目数在1250目以下。

[0028] 膨胀蛭石粉选用为银白色蛭石粉，其主要成分有Si02 43%、Ai202 12.14%、Mg0 24.2%、Ca0 0.96%、FeO 1.54 %、Fe203 4.06%、TiO2 1.33%、K2O 5.95%、P205 0.08%、Na20 
1.6%、MnO 0.043%、TiO 5.097%，含水<3%，目数在325目以下。

[0029] 其余原料均为市售产品。

[0030] 发明人研究了研究外加剂含有偏高岭土与膨胀蛭石粉的混合物对干粉砂浆性能的影响。这里外加剂的配方见表1，其与干粉砂浆的其他组分的混合比例见表2，相应的干粉砂浆的性能见表3。

[0031] 表1.组分 实施例1（E1） 对比例1（D1） 对比例2（D2）
羟丙基甲基纤维醚 50 50 50
十二烷基硫酸钠 1 1 1
炉渣 100 100 100
矿粉 100 100 100
珍珠岩 50 50 50
重钙粉 100 100 100
偏高岭土 50 100 -
膨胀蛭石粉 50 - 100

[0032] 表2.序号 水泥 粉煤灰 外加剂 黄砂 用水量
D0 125 75 0 800 1683
D1 -1 125 74 1 800 1649
D1 -2 125 73 2 800 1720
D1 -3 125 72 3 800 1683
D2 -1 125 74 1 800 1634
D2 -2 125 73 2 800 1687
D2 -3 125 72 3 800 1626
E1-1 125 74.9 0.1 800 1675
E1-2 125 74 1 800 1680
E1-3 125 73 2 800 1681
E1-4 125 72 3 800 1684

[0033] 表3.序号 保水率 稠度mm 凝结时间 沁水情况 7D强度Mpa 28D强度MPa 14d粘结强度D0 86.8 109 4h10min 较多 9.3 17.2 0.2
D1 -1 88.5 113 4h18min 较多 8.5 17.1 0.3
D1 -2 90.3 96 3h55min 一般 8.1 17 0.35
D1 -3 92.1 91 4h58min 一般 6.6 15.2 0.36
D2 -1 89.6 104 4h25min 一般 10.3 18.9 0.35
D2 -2 91.3 96 4h40min 一般 8.6 15.6 0.38
D2 -3 95.6 103 3h55min 一般 7.5 12.4 0.4
E1 -1 88.2 110 4h12min 一般 9.4 18.2 0.25
E1 -2 90.4 112 4h15min 一般 10.5 19.1 0.45
E1 -3 93.2 115 4h20min 一般 10.7 19.3 0.5
E1 -4 96.5 116 4h18min 一般 10.6 19.3 0.52

[0034] 由表3可见，在外加剂配方中添加偏高岭土而不添加蛭石粉的话，需要在较高外加剂添加量下才能抑制沁水情况，干粉砂浆的保水率低，且无法提高干粉砂浆凝固后的强度。而在外加剂配方中添加蛭石粉而不添加偏高岭土的话，虽然有助于提高保水性，但是为进一步提高保水性增加外加剂含量时，干粉砂浆的强度大幅下降，且稠度有所下降；发明人也观察到浆体的施工和易性不是很好。相比之下，外加剂中同时添加了偏高岭土和蛭石粉，浆体的保水率高，凝结后强度高，说明同时偏高岭土和蛭石粉产生了协同作用，既增加了干粉砂浆的保水率，又提高了干粉砂浆的强度，且改善程度随着外加剂的含量增加愈加明显。

[0035] 发明人对比了在偏高岭土与膨胀蛭石粉共用的情况下、是否添加有机增稠剂和引气剂对于干粉砂浆的性能影响。这里外加剂的配方见表4；外加剂与干粉砂浆的其他组分的混合情况与E1-1组情况相同，外加剂的添加量均为干粉砂浆的基料总重量的1%；得到的干粉砂浆的性能见表5。

[0036] 表4组分 实施例2（E2） 实施例3（E3） 对比例3（D3）
羟丙基甲基纤维醚 40 30 -
十二烷基硫酸钠 3 0.5 -
炉渣 100 100 100
矿粉 100 100 100
珍珠岩 50 50 50
重钙粉 100 100 100
偏高岭土 50 50 50
膨胀蛭石粉 50 50 50

[0037] 表5.序号 保水率 稠度mm 凝结时间 沁水情况 7D强度Mpa 28D强度MPa 14d粘结强度E2 89.3 110 4h10min 一般 10.4 18.8 0.5
E3 89.1             110 4h12min 一般 10.1 18.5 0.48
D3 87.8 109 4h11min 一般 9.5 17.4 0.45

[0038] 发明人发现，有机增稠剂和无机增稠剂共用的技术路线更好，干粉砂浆的性能更为稳定，保水效果和流平性好，有利于提高施工和易性。这可能是因为有机增稠剂和无机增稠剂的增稠机理不同，前者通过分子链水合膨胀而实现增稠，后者通过吸水膨胀而形成触变性，两者共用可以保持更为稳定的增稠效果；而且加入引气剂可改善和易性，防止水泥二次吸附。此外，除了十二烷基硫酸钠引气剂和羟丙基甲基纤维醚增稠剂，发明人发现选择其他的脂肪钠盐类引气剂搭配其他的水溶性纤维素醚类增稠剂也有近似的效果。