水镁石纤维增强商品水泥砂浆材料制造技术

本发明专利技术涉及一种天然水镁石纤维增强的商品水泥砂浆材料。通过化学分散外加剂和天然水镁石短纤维在水泥砂浆中的引入，解决了纤维劈分分散与水泥砂浆的工作性之间的矛盾，避免了其它增强纤维应用于水泥砂浆中出现的纤维缠结、打团、分散不匀等现象，有效地发挥了短纤维的增强作用，提高了水泥砂浆的抗折强度和韧性，改善了水泥砂浆的抗裂性能，同时在不用增稠剂的情况下使水泥砂浆不泌水，具有较好的保水性和粘聚性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑材料，特别涉及水镁石纤维增强商品水泥砂浆材料。
技术介绍
商品水泥砂浆包括湿拌砂浆和干混砂浆，是由专业生产厂生产的商品型 新型建筑材料。与传统的施工现场制作的水泥砂浆相比，商品水泥砂浆具有 品质优良且稳定、成本低廉、品种齐全、施工文明、工效提高等一系列优点。 随着商品砂浆国家行业标准的颁布实施，商品水泥砂浆会得到快速发展。但与传统水泥砂浆性能相似，商品水泥砂浆仍然是一种韧性差、不均匀、 易开裂的脆性材料，存在着拉压比低，干縮变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐 蚀性差等缺点。近年来，随着建筑工程现代化的发展，对砂浆性能特别是粘 结强度、抗裂性能、抗渗性等均提出了更高的要求。传统水泥砂浆材料难以 满足越来越高的工程实际要求。掺入各类纤维材料是提高水泥砂浆韧性和抗裂性的有效方法之一。目前 在砂浆中常用的纤维有合成有机纤维、玻璃纤维、钢纤维、碳纤维等。但这 些纤维要么成本太高，要么难以施工混合，影响其推广应用。另外，为了改善商品水泥砂浆的施工和易性，常在成分中加入一些外加 剂，如保水增稠剂等，也使砂浆的成本提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以天然水镁石短纤维增强的商品水泥砂浆材 料。这种水镁石短纤维增强的水泥砂浆具有强度高、拌合物保水性和粘聚性 好、抗裂性好、成本低廉等优点。本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术是由水泥、砂、水、水镁石纤维和分散外加剂组成，其中水镁石纤维是6级及以下等级的短纤维，在砂浆中的质量用量为水泥量的3-6%，分 散外加剂在商品水泥砂浆中质量用量为水泥量的1.0-1.8%,砂的质量用量为 水泥量的1.0-7.0倍，水量的质量用量为水泥量的0.35-1.6倍。分散外加剂由萘系高效减水剂、氨基磺酸盐减水剂或木质素磺酸盐减水 剂、酒精和尿素组成，质量用量分别为水泥量的0.7-1.2%、 0.15-0.30%、 0-0.25%、 0-0.25%。本专利技术的干混商品水泥砂浆的制作工艺是将水泥、砂、水镁石短纤维在强制式搅拌机中搅拌均匀后包装，再在工地施工时添加水和分散外加剂搅拌均匀。湿拌商品水泥砂桨的制作工艺是将水泥、砂、水镁石纤维、分散外加剂和水在强制式搅拌机中搅拌均匀即可。水镁石纤维是一种以氢氧化镁为主要成分的天然矿物纤维，是我国的优 势矿产资源。水镁石纤维具有优良的力学性能和水分散性能，与现有用于水 泥砂浆中的各种增强纤维相比，水镁石纤维具有成本低廉且与水泥结合力强 等明显优点。6级及以下等级水镁石纤维是低等级的水镁石短纤维,它们多为矿山选矿加工的下脚料，纤维长度一般小于5mm。与水镁石长纤维相比，6级及以下 等级水镁石纤维价格低廉。由于纤维太短，目前主要作为工业填料，而不能 作为增强材料应用。本专利技术通过化学分散外加剂对天然水镁石短纤维进行化学劈分，可使纤 维直径细化达到纳米级，提高了短纤维的长径比，从而能有效地发挥了纤维 的增强作用，增加了纤维的应用价值。与长纤维相比，水镁石短纤维容易在 水泥砂桨中混合均匀，而不存在其它纤维在应用中出现的纤维缠结、打团、 分散不匀等现象。纤维劈分后具有较大的比表面积，使其吸水性增加，会影 响水泥砂浆的工作性。本专利技术将纤维的化学分散技术与水泥的减水技术相结 合，通过选择合适的纤维分散外加剂和水泥减水剂，恰当地解决了纤维应用 于水泥砂浆中的纤维劈分分散与水泥砂浆的工作性之间的矛盾。由于化学分散外加剂的应用，有利于促进纤维在水泥砂浆中的均匀分散， 使得纤维用量在很少的情况下就可以发挥增强作用，有利于控制纤维水泥砂 浆的成本。由于化学分散外加剂和水镁石短纤维的加入，增加了砂浆吸收能量的能 力，提高了水泥砂浆的抗折强度和韧性，改善了水泥砂浆的抗裂性能，同时 还使水泥砂浆具有较好的保水性和粘聚性，不必再加入保水增稠材料，从而 降低了砂浆的生产成本。水镁石纤维增强商品水泥砂浆可以应用于多个工程领域，如建筑、隧道、 机场、路面、桥面等的砌筑、抹灰、和地面工程中。 具体实施例方式本专利技术是由水泥、砂、水、水镁石纤维和分散外加剂组成，其中水镁石纤维是6级及以下等级的短纤维，在砂浆中的质量用量为水泥量的3-6%，分 散外加剂在商品水泥砂浆中质量用量为水泥量的1.0-1.8%，砂的质量用量为 水泥量的1.0-7.0倍，水量的质量用量为水泥量的0.35-1.6倍。本专利技术所用的纤维化学分散外加剂是四种成分化学剂的混合物，在商品水泥砂浆中用量为水泥量的1.0-1.8%。分散外加剂的第一种成分为萘系高效 减水剂，为阴离子型表面活性剂，用量为水泥量的0.7-1.2%;第二种成分为 氨基磺酸盐减水剂或木质素磺酸盐减水剂，用量为水泥量的0.15-0.30%;第 三种成分为浓度为95%以上的工业酒精，用量为水泥量的0-0.25%;第四种 成分是尿素，用量为水泥量的0-0.25%。 实施例一按重量比为水泥天然河砂水镁石纤维水分散外加剂-l: 3: 0.03:0.65:0.01配制干混水泥砂浆。其中水镁石纤维采用7级纤维，分散外加 剂采用复配外加剂，由萘系高效减水剂木质素磺酸钙减水剂工业酒精=70: 15: 15的重量比混合配制而成。砂浆的制备工艺是将水泥、砂和水镁石纤维按比例加入强制式混凝土搅拌机中搅拌2-3分钟包装，得到干混水泥砂浆。施工时加入水和分散外加剂搅拌均匀得到施工砂浆。砂浆的稠度、分层度测试参照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)进行,砂浆的抗压、抗折强度 测试参照《水泥胶砂强度试验方法》(GB/T17671-1999 )进行，砂浆粘结抗拉 强度测定参照DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》进行。配制砂浆的性 能测试结果见表1。表中列出了水泥、砂、水同配比而无纤维及分散外加剂 时在相同工艺下制备的砂浆对比样的性能测试结果。对比可知，纤维增强砂 浆具有较好的保水性和粘聚性，强度及收縮性能明显提高。表1砂桨性能测试结果表<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例二按重量比为水泥天然河砂水镁石纤维水分散外加剂-l: 4:0. 03:0. 78:0. 012配制湿拌水泥砂浆。其中水镁石纤维采用6级纤维，分散外加剂采用复配外加剂，由萘系高效减水剂氨基磺酸盐减水剂尿素=80:20: 20的重量比混合配制而成。砂桨的制备工艺是将水泥、砂、水镁石纤维、 水和分散外加剂按比例加入强制式混凝土搅拌机中搅拌2-3分钟包装，得到湿拌水泥砂浆。砂浆的稠度、分层度、抗压、抗折强度及粘结抗拉强度测定 方法同实施例一。配制中没有出现纤维缠结、打团、分散不匀等现象。砂浆的物理性能测试结果见表2。表中的对比样为水泥砂7jC:萘系高效减水剂=1: 4: 0.78:0. 08在相同配制工艺下制备的砂浆。与无纤维砂浆样相比， 纤维增强砂浆的强度高，无泌水、无裂无縮。表2砂浆性能测试结果表<table>table see original document page 7</column></row><table>实施例三按重量比为水泥天然河砂水镁石纤维水分散外加剂=1: 5:0. 04:1. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水镁石短纤维增强的商品水泥砂浆材料，是由水泥、砂、水、水镁石纤维和分散外加剂组成，其中水镁石纤维是６级及以下等级的短纤维，在砂浆中的质量用量为水泥量的３－６％，分散外加剂在商品水泥砂浆中质量用量为水泥量的１．０－１．８％，砂的质量用量为水泥量的１．０－７．０倍，水量的质量用量为水泥量的０．３５－１．６倍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘开平，姜雅峰，王尉和，张晓旭，关博文，张艳，周煜伟，赵秀峰，梁东升，张海鸿，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]