一种纤维水泥自流平砂浆及其制备方法.docx

一种纤维水泥自流平砂浆及其制备方法.docx

《一种纤维水泥自流平砂浆及其制备方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种纤维水泥自流平砂浆及其制备方法.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

一种纤维水泥自流平砂浆及其制备方法

一种纤维水泥自流平砂浆及其制备方法

技术领域

      本发明涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种纤维水泥自流平砂浆及其制备方法。

背景技术

      自流平材料具有良好的流动性及稳定性、施工简便、光洁平整、强度值高、流平层厚度薄、良好的耐水耐酸性等优点，是停车场、工厂车间、大型超市、仓库、商场等工业地面找平的理想材料，也是现在建筑地面施工的一个发展方向，市场潜力很大。

它可以在不平的基底上使用，提供一个平整、光滑、坚固、耐磨的铺垫底层，例如地毯、木地板、PVC、瓷砖等精找平材料。

      地面水泥自流平砂浆，以硅酸盐水泥同快干快硬水泥（如铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥）为胶凝材料，加入颗粒状集料（石英砂）和粉状填料（重钙粉、石粉、活性矿物掺合料），并使用纤维素醚、减水剂、早强剂、缓凝剂、可再分散乳胶粉等化学外加剂进行改性，用于地面找平的新型地面水泥基材料。

使用时，加水、粉料按一定比例调拌成高流动性浆状后，在无离析、泌水、沉降等现象后，倾注于地面稍经摊铺即能够自动流平，并形成光滑、耐磨、耐压的表面。

      自流平材料具有极好的流动性、快速凝固性，使其在短时间内就可以施工，且混凝土基底粘合牢固，并且具有高力学性能、良好的耐磨损性。

由于水泥基材料是多相复合的脆性材料，体积稳定性是影响其耐久性的重要因素，体积稳定性不良会导致裂缝的产生，影响其使用性能，其收缩机理比较复杂，影响因素也较多。

目前，就不同的收缩机理，研究者们共提出了6种类型：

化学收缩、塑性收缩、干燥收缩、自收缩、温降收缩和碳化收缩，并且这6种收缩在胶凝材料的水化硬化过程中相互影响，相互推进。

对于水泥自流平砂浆，自流平砂浆属于薄层材料，与大体积混凝土相比，温降收缩不明显；高效减水剂的大量使用，水胶比较低，水化初期泌水很少，这就导致砂浆早期塑性收缩发展；由于水泥用量大，并且还引入大量水化热较大的快干快硬的胶凝材料，水化速度快，水化导致的化学收缩、自收缩及干燥收缩较为显著。

      风能是一种清洁的永续能源，可利用的风能在全球范围内分布非常广泛。

因此，风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分。

玻璃纤维增强复合材料比强度、比模量高，抗疲劳性能好，广泛用于制造风电叶片复合材料结构，但玻璃钢复合材料受制造工艺、使用环境等随机因素影响，风电叶片难免会产生纤维断裂、缺胶和分层等结构缺陷，导致其使用寿命下降，导致废旧风电叶片大量堆积，造成了环境问题、能源问题、社会问题。

据统计，2010～2024年，我国风力发电类复合材料废弃物质量为10107～12634t（含生产废弃物约10050吨）；随后5年从18090t快速增至197643t，即呈跳跃式变化。

      对于大量堆积的复合纤维废旧风电叶片的回收利用，目前其处理方式为-整体利用，是解决风电叶片固体废弃物大量排放和堆积问题的关键和有效途径。

目前，整体利用风电叶片固体废弃物的主要领域是建材领域，是将其处理为对建筑材料（如砂浆、混凝土、水泥等）性能发展有利的成分，对于复合纤维废旧风电叶片改善自流平砂浆的报道较为罕见。

      有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

      本发明的目的在于提供一种在短时间产生一定力学强度，其工作性能、耐久性能均满足相应国标要求的快干快硬纤维水泥自流平砂浆，以解决上述技术问题。

      为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

      本发明涉及一种废弃纤维水泥自流平砂浆，按重量份计，包括：

      胶凝材料20～32份、矿物掺合料5～13份、细集料组分40～55份、废弃纤维0.5～2.5份以及助剂0.5～1.8份；

      其中，所述胶凝材料由硅酸盐水泥18～27份以及快干快硬水泥2～5份组成。

      根据本发明的一方面，本发明还涉及如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆的制备方法，包括：

      将所述胶凝材料、矿物掺合料、细集料组分、废弃纤维、助剂加水搅拌混匀，即得。

      与现有技术相比，本发明的有益效果为：

      1）、本发明的纤维水泥自流平砂浆施工时间充足，流动性加好，20Min后流动度损失较小，施工完24h后，其抗压、抗折强度分别在6MPa、2MPa以上，可使行人正常通过，并在后期力学性能无倒缩现象。

      2）、本发明的纤维水泥自流平砂浆，由于加入了大量的高韧性、低弹模的废弃纤维，其纤维在水泥基材料中乱向搭接，形成网状结构，同水泥水化产物、细集料的致密度提高，对自流平砂浆的抗收缩开裂、防渗、防泛碱起到很好的抑制；有效的缓解了自流平砂浆的外界应力，提高了自流平砂浆的抗冲击性能和断裂性能。

      3）、本发明的纤维水泥自流平砂浆，利用了大量的废旧玻璃钢，大大减少了废旧玻璃钢的堆积问题、处理问题及能源回收问题，体现了当代可持续发展的理念，促使固体废弃物回收利用、资源再生，使得建筑材料更经济、更节能、更环保。

      4）、本发明的纤维水泥自流平砂浆制备及方法简单，不需要特别的设备和特殊的工艺。

具体实施方式

      本发明涉及一种废弃纤维水泥自流平砂浆，按重量份计，包括：

      胶凝材料20～32份、矿物掺合料5～13份、细集料组分40～55份、废弃纤维0.5～2.5份以及助剂0.5～1.8份；

      其中，所述胶凝材料由硅酸盐水泥18～27份以及快干快硬水泥2～5份组成。

      优选的，如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆，按重量份计，包括：

      胶凝材料23～29份、矿物掺合料8～10份、细集料组分45～50份、废弃纤维1～2份以及助剂0.71～1.39份；

      其中，所述胶凝材料由硅酸盐水泥20～25份以及快干快硬水泥3～4份组成。

      优选的，如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆，所述硅酸盐水泥强度等级不低于42.5，选自普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥中的一种或多种；

      所述快干快硬水泥强度等级不低于42.5，选自硫铝酸盐水泥和/或铝酸盐水泥。

      本发明通过硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥/铝酸盐水泥按一定比例共混，利用硫铝酸盐水泥/铝酸盐中的硫铝酸钙（CA3S）/氯酸钙（CA3）在水化过程中具有早强快硬、膨胀性、抗硫酸盐腐蚀等特征，使其混合胶凝材料在短时间内进行胶结，并产生强度。

      优选的，如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆，所述矿物掺合料选自石灰石粉；

      优选的，所述石灰石粉中碳酸钙含量不低于80％，以4～6方孔筛筛余计细度低于12％，含水率低于0.8％，MB值低于1。

      优选的，如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆，所述细集料组分为粒径80～120目的天然河砂；

      所述细集料组分性能指标应符合《建筑用砂》GBT14684-2011要求；

      更优选的，所述天然河砂中泥块含量<0.5％，含泥量<2％，堆积空隙率<40％，表观密度为>2500kg/m3。

      矿物掺合料细石粉一方面其自身的颗粒形态效应在粉料中起到“滚珠”作用，另一方面在硬化水泥石中的空隙起到填充效应，提高其致密性，对其强度、防渗透具有很好的改善。

      优选的，如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆，所述废弃纤维当量直径为50～100μm，弹性模量60～80Gpa，断裂伸长率<5％，抗拉强度>1500MPa，长度6～12mm。

      所述废弃纤维为废弃风电叶片产生的废旧纤维。

      优选的，如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆，所述助剂包括减水剂0.1～0.15份、保湿剂0.04～0.06份、消泡剂0.05～0.1份、粘接剂0.5～1份、缓凝剂0.01～0.03份以及促凝剂0.01～0.05份。

      优选的，如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆，所述减水剂为粉状的聚羧酸高效减水剂，固含量为20％～30％，其减水率不低于20％；

      和/或；所述保湿剂为低粘度纤维素醚类保湿剂，粘度为50000Pa.S-200000Pa.S；更优选为羧甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚以及羟甲基乙基纤维素醚中的一种或多种；

      和/或；所述消泡剂选自聚氧硅烷和/或多元醇；

      和/或；所述粘接剂选自可再分散乳胶粉，有效成分选自V/Veo/VAE、VEA、VAC/E胶粉中的一种或多种，其最低成膜温度>0℃，玻璃化温度>5℃；

      在本申请中，采用的粘结剂为购自德国瓦克公司的可再分散乳胶粉；

      和/或；所述缓凝剂选自酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸钠中的一种或多种；

      和/或；所述促凝剂选自碳酸锂和/或氯化锂。

      利用碳酸锂、氯化锂或硝酸锂等锂盐中具有半径小、激化作用强及水化半径大的Li+，加快水化保护膜破裂、缩短水化诱导期、提高C2S、C3S的水化能力；通过酒石酸、柠檬酸或葡萄糖酸钠缓凝组分中的-OH与水泥水化过程中游离Ca2+生成不稳定络合物，在水化初期控制了液相中Ca2+浓度，延缓胶凝材料的初凝时间；

      聚羧酸减水剂降低材料的用水量、增加胶凝材料的强度，保湿剂与粘度改性剂分别用于提高透水混凝土的湿度与粘性，改善拌合物的工作性能，可再分散乳胶粉后形成具柔韧性、粘接性能的聚合物膜，一方面提高自身抗折强度，另一方面利于修补材料与未受损区域进行有效粘接，同时有效改善透水混凝土的柔韧性、耐酸碱等性能。

      根据本发明的一方面，本发明还涉及如上所述的废弃纤维水泥自流平砂浆的制备方法，包括：

      将所述胶凝材料、矿物掺合料、细集料组分、废弃纤维、助剂加水搅拌混匀，即得。

      优选的，如上所述的方法，所述水为13～20重量份；更优选为15～18重量份，或16～17重量份。

      下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

      实施例1

      本实施例提供了一种纤维水泥自流平砂浆的制备方法：

      原料为：

矿渣硅酸盐水泥22.5kg、铝酸盐水泥3.7kg、石灰石粉8.4kg、80～120目的天然河砂46.9kg、聚羧酸高效减水剂0.13kg、羟甲基乙基纤维素醚0.045kg、多元醇0.08kg、有效成分为VAC/E的可再分散乳胶粉0.7kg、葡萄糖酸钠0.025kg、碳酸锂0.03kg、废弃纤维1.5kg，用水量16kg。

      将除水以外的各组分在80r/min的转速下，均匀混合3min以上，再加入相应的接近水，在12r/min的转速下，均匀混合3min以上，得到纤维水泥自流平产品。

      实施例2

      本实施例提供了一种纤维水泥自流平砂浆的制备方法：

      原料为：

复合硅酸盐水泥20.5kg、铝酸盐水泥4kg、石灰石粉9.2kg、80～120目的天然河砂47.4kg、聚羧酸高效减水剂0.145kg、羧甲基纤维素醚0.06kg、多元醇0.1kg、有效成分为VAE的可再分散乳胶粉0.9kg、柠檬酸0.015kg、氯化锂0.05kg、废弃纤维1.8kg，用水量15.83kg。

      制备方法同实施例1。

      实施例3

      本实施例提供了一种纤维水泥自流平砂浆的制备方法：

      原料为：

普通硅酸盐水泥23.7kg、硫铝酸盐水泥3.2kg、石灰石粉8kg、80～120目的天然河砂45kg、聚羧酸高效减水剂0.15kg、羟丙基甲基纤维素醚0.04kg、聚氧硅烷0.07kg、有效成分为V/Veo/VAE的可再分散乳胶粉1kg、柠檬酸0.03kg、碳酸锂0.03kg、废弃纤维1.3kg，用水量17.5kg。

      制备方法同实施例1。

      实施例4

      本实施例提供了一种纤维水泥自流平砂浆的制备方法：

      原料为：

普通硅酸盐水泥10kg、矿渣硅酸盐水泥10.5kg、硫铝酸盐水泥3kg，石灰石粉8kg、80～120目的天然河砂49.73kg、聚羧酸高效减水剂0.12kg、羧甲基纤维素醚0.05kg、聚氧硅烷0.04kg、多元醇0.05kg、有效成分为VEA的可再分散乳胶粉0.55kg、柠檬酸0.025kg、碳酸锂0.04kg、废弃纤维1.9kg，用水量16kg。

      制备方法同实施例1。

      实验例

      上述实施例1～4的测试方法按行业标准JCT985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》、JGJ70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法》中规定检测方法，测试该发明的产品性能，具体性能指标见下表：

      由上表可见，本发明的纤维水泥自流平砂浆的初期的流动度、20min的流动度均在JCT985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》范围内，其24h内的力学性能高于其幸运的GB，可及时行人，并且后期28d力学性能无倒缩现象出现，抗压强度、抗折强度分别可达C30、F7以上；28d尺寸变化率、抗冲击性能均高于GB；同时该材料自身具有较好的内聚力，与基准混凝土的粘结性能较好，还具有较好的抗冲击能力。

      最后应说明的是：

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：

其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。