一种M10薄层干粉砌筑砂浆及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于砂浆领域，具体公开了一种M10薄层干粉砌筑砂浆及其制备方法，该砂浆由以下材料组成：水泥120‑140份、固硫灰30‑50份、碱渣45‑65份、细骨料745‑805份、可再分散乳胶粉0.15‑0.2份、保水剂0.3‑0.6份、缓凝剂0.5‑0.7份、引气剂0.05‑0.08份、减水剂0.35‑0.55份，以重量份数计。本发明专利技术利用磨细固硫灰和磨细碱渣作水泥掺合料替代传统水泥掺合料制备出了具有良好综合性能的M10薄层干粉砌筑砂浆，该砂浆的保水性能和力学性能优异，砂浆的凝结时间、干密度、初始稠度及2h稠度损失率也均符合应用要求，有利于克服矿渣微粉、粉煤灰等传统水泥掺合料资源短缺的问题，同时可丰富循环流化床锅炉燃煤固硫灰及碱渣的资源化利用途径，还可改善水泥基砌筑砂浆自身保水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种M10薄层干粉砌筑砂浆及其制备和使用方法
本专利技术属于砂浆领域，具体公开一种M10薄层干粉砌筑砂浆及其制备和使用方法。
技术介绍
砌筑砂浆是指将砖、石等砌块连接成砌体的一类砂浆，是建筑结构中的重要组成部分。薄层砌筑砂浆是砌筑砂浆中的一个分类，主要用于要求灰缝厚度不大于5mm的砌体(如加气混凝土砌体)中。水泥基砌筑砂浆一直是砌筑砂浆(包括薄层砌筑砂浆)中的主流，其胶凝组分一般由水泥及矿物掺合料构成，粉煤灰、矿渣微粉等是常用的矿物掺合料。然而，水泥基砌筑砂浆普遍性存在保水性不良的问题，尤其是水泥基薄层砌筑砂浆，一般需要额外添加保水剂(如纤维素醚等)才能满足应用要求。同时，近年来粉煤灰、矿渣微粉等矿物掺合料供应趋紧、价格不断高涨，以粉煤灰、矿渣微粉等替代部分水泥所带来的胶材成本的下降效应越来越不明显，而且粉煤灰、矿渣微粉等的材料品质大不如前。循环流化床锅炉燃煤固硫灰是指含硫煤与固硫剂以一定比例(Ca/S＝2.0-2.5)混合后在循环流化床锅炉内经一定温度(850～950℃)煅烧固硫后被收集的废弃灰，以下简称“固硫灰”。固硫灰中含有大量的α-石英、活性硅铝矿物、赤铁矿、硬石膏及少量游离氧化钙和石灰石，其化学成分主要包括Al2O3、SiO2、Fe2O3、SO3、CaO、MgO和f-CaO。研究表明，固硫灰不仅具有潜在火山灰活性，还具有水硬性等特性，颗粒粒径为微米级。目前，我国每年固硫灰的排放量在千万吨级，但存在资源化利用途径有限、利用率低等问题，多采用堆放或填埋的方式处理，不仅占用土地资源而且容易造成环境污染。碱渣作为制碱的副产品，目前我国每年碱渣的排放量也达到千万吨级，同时也存在处理困难、占用土地、容易污染环境的问题。碱渣的主要成分为CaCO3、MgCO3、CaCl2、Ca(OH)2、NaCl、Na2SO4、CaSO4等，其中CaCO3、MgCO3的含量一般大于60％。研究表明，组成碱渣颗粒的最小单元主要是纳米级碳酸钙晶体，由于纳米材料比表面积大、表面电性强，很难单独稳定存在，这些纳米级晶体之间通过相互堆砌叠加形成微米级尺寸的团聚体单元即碱渣颗粒，这些碱渣颗粒内部存在发达贯通的孔结构，孔径主要分布于10-1000nm。综上所述，若能开发出其它类的工业固废作水泥掺合料，它既能替代粉煤灰、矿渣微粉等传统掺合料，又能提高水泥基砂浆自身保水性，则不仅能缓解粉煤灰、矿渣微粉等资源短缺问题，也可以丰富其它类工业固废的资源化利用途径，还可以降低水泥基砂浆中保水剂用量。
技术实现思路
为克服矿渣微粉、粉煤灰等传统水泥掺合料资源短缺的问题，同时为丰富循环流化床锅炉燃煤固硫灰及碱渣的资源化利用途径，以及改善水泥基薄层砌筑砂浆自身的保水性能，本专利技术提供了一种M10薄层干粉砌筑砂浆及其制备和使用方法。本专利技术的技术方案如下：一种M10薄层干粉砌筑砂浆，由以下材料组成：水泥120-140份、固硫灰30-50份、碱渣45-65份、细骨料745-805份、可再分散乳胶粉0.15-0.2份、保水剂0.3-0.6份、缓凝剂0.5-0.7份、引气剂0.05-0.08份、减水剂0.35-0.55份，以重量份数计。作为优选，一种M10薄层干粉砌筑砂浆，由以下材料组成：水泥125-135份、固硫灰35-45份、碱渣50-60份、细骨料760-790份、可再分散乳胶粉0.16-0.18份、保水剂0.35-0.5份、缓凝剂0.55-0.65份、引气剂0.06-0.07份、减水剂0.4-0.5份，以重量份数计。进一步地，一种M10薄层干粉砌筑砂浆，由以下材料组成：水泥130份、固硫灰40份、碱渣55份、细骨料775份、可再分散乳胶粉0.17份、保水剂0.45份、缓凝剂0.6份、引气剂0.065份、减水剂0.45份，以重量份数计。所述水泥选自P.O42.5水泥，由都江堰拉法基水泥有限公司提供，其性能检测结果如下：标准稠度需水量26.7％，比表面积369m2·kg-1，初凝时间170min，终凝时间246min，3天抗折强度6.0MPa，28天抗折强度8.3MPa，3天抗压强度31.2MPa，28天抗压强度50.1MPa，SO3含量2.03％(≤3.5％)，MgO含量2.41％(≤5％)，安定性合格。所述固硫灰选自经过处理的固硫灰，原状固硫灰由四川省内江市白马火电厂提供，处理后固硫灰的性能检测结果如下：标准稠度需水量37.9％，比表面积为735m2·kg-1，SO3含量8.7％，MgO含量2.74％，28天抗压强度比84.6％。其中，固硫灰的处理方式为：称取原状固硫灰投入Φ500×500mm水泥试验球磨机中粉磨60min即可。所述碱渣选自经过处理的碱渣，原状碱渣由四川省彭山县嘉祥化工有限公司，处理后碱渣的主要化学成分检测结果如下：CaCO3含量65.1％、Ca(OH)2含量9.6％、CaCl2含量5.3％、NaCl为3.8％、CaSO4含量2.9％。其中，碱渣的处理方式为：先将碱渣在105℃干燥箱中烘干24小时，然后将碱渣投入Φ500×500mm水泥试验球磨机中粉磨20min，最后将粉磨后的碱渣过0.5mm圆孔筛即可。所述细骨料选自烘干河沙，其最大颗粒粒径小于2.36mm，细度模数为1.9。所述可再分散乳胶粉选自德国瓦克公司8031H型可再分散乳胶粉，工业级，有效成分≥98％。所述保水剂选自粘度为100000mPa·s的羟丙基甲基纤维素，工业级，有效成分≥99％。所述缓凝剂选自复合缓凝剂，该复合缓凝剂由白糖与葡萄糖酸钠按重量比1:2复配得到。所述引气剂选自十二烷基硫酸钠，由河南中捷化工产品有限公司提供，有效成分含量≥95％。所述减水剂选自德国瓦克1641型聚羧酸减水剂(工业级，有效成分≥98％)。一种M10薄层干粉砌筑砂浆的制备方法，具体步骤如下：按上述重量比例准确称取水泥、固硫灰、碱渣、细骨料、可再分散乳胶粉、保水剂、缓凝剂、引气剂、减水剂，投入干混设备，通过机械搅拌均匀后，即得所需产品。一种M10薄层干粉砌筑砂浆的使用方法，具体步骤如下：按水料质量比0.20-0.23，分别称取水和上述制备的M10薄层干粉砌筑砂浆，混合搅拌3-5min即可使用。本专利技术中水泥、固硫灰、碱渣三者构成了M10薄层干粉砌筑砂浆的胶凝体系，在水化过程中三者相互影响、协同作用发挥胶凝性能。固硫灰的形成温度一般为850～950℃，含有大量的活性硅铝矿物。研究表明，固硫灰中硅铝矿物的硅氧四面体的聚合度较低，固硫灰的潜在活性容易被激发(主要指碱激发)。原状固硫灰的颗粒呈不规则状，其颗粒结构内外部均疏松多孔。而粉磨处理后的固硫灰，其平均颗粒粒径减小、整体活性增强，颗粒的疏松多孔结构被大量破坏，所含硬石膏、氧化钙等的水化速率提高。但由于粉磨后固硫灰颗粒中仍会保留了一定数量的孔结构(平均孔径较粉磨前更小，孔径尺寸为纳米级或近微米级)，这使得粉磨后的固硫灰颗粒对水分子仍具有较高吸附能力。碱渣的矿物晶体主要有碳酸钙晶体、氢氧化钙晶体、氯化钙晶体、硫酸钙晶体等。其中，纳米级碳酸钙晶体交错叠加形成结构致密、活性较低的2-5um团聚体颗粒；氢氧化钙晶体、氯化钙晶体、硫酸钙晶体均是可溶性钙盐，在水中溶解时，氢氧化钙晶体提供OH-离子使溶液呈碱性，硫酸钙晶体可提供SO42-离子。研究表明，碱渣中矿物晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种M10薄层干粉砌筑砂浆，其特征在于：由以下材料组成：水泥120‑140份、固硫灰30‑50份、碱渣45‑65份、细骨料745‑805份、可再分散乳胶粉0.15‑0.2份、保水剂0.3‑0.6份、缓凝剂0.5‑0.7份、引气剂0.05‑0.08份、减水剂0.35‑0.55份，以重量份数计。

【技术特征摘要】
1.一种M10薄层干粉砌筑砂浆，其特征在于：由以下材料组成：水泥120-140份、固硫灰30-50份、碱渣45-65份、细骨料745-805份、可再分散乳胶粉0.15-0.2份、保水剂0.3-0.6份、缓凝剂0.5-0.7份、引气剂0.05-0.08份、减水剂0.35-0.55份，以重量份数计。2.根据权利要求1所述的一种M10薄层干粉砌筑砂浆，其特征在于：由以下材料组成：水泥125-135份、固硫灰35-45份、碱渣50-60份、细骨料760-790份、可再分散乳胶粉0.16-0.18份、保水剂0.35-0.5份、缓凝剂0.55-0.65份、引气剂0.06-0.07份、减水剂0.4-0.5份，以重量份数计。3.根据权利要求2所述的一种M10薄层干粉砌筑砂浆，其特征在于：由以下材料组成：水泥130份、固硫灰40份、碱渣55份、细骨料775份、可再分散乳胶粉0.17份、保水剂0.45份、缓凝剂0.6份、引气剂0.065份、减水剂0.45份，以重量份数计。4.根据权利要求1或2或3所述的一种M10薄层干粉砌筑砂浆，其特征在于：所述水泥选自P.O42.5水泥。5.根据权利要求1或2或3所述的一种M10薄层干粉砌筑砂浆，其特征在于：所述固硫灰选自经过处理的固硫灰，固硫灰的处理方式为：称取原状固硫灰投入Φ500×500mm水泥试验球磨机中粉磨60min即可。6.根据权利要求1或2或3所述的一种M10薄层干粉砌...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖超，黄俊，
申请(专利权)人：成都宏基建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51