一种耐久性水泥砂浆制造技术

本发明专利技术公开了一种耐久性水泥砂浆，包括以下重量份原料：20～50份水泥、60～150份砂、1～3份改性剂、8～20份水。本发明专利技术将氧化镁和硬脂酸混合，加入非离子表面活性剂，利用简单的化学反应制备了硬脂酸镁乳液，作为水泥砂浆的改性剂，显著改善了砂浆内外表面的疏水性能；加入四氧化三钴进一步提升了砂浆的疏水性能，提升了砂浆的力学强度、耐水性和耐氯离子性能，且改善了水泥砂浆的收缩性能。且改善了水泥砂浆的收缩性能。且改善了水泥砂浆的收缩性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐久性水泥砂浆


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种耐久性水泥砂浆。

技术介绍

[0002]目前，二氧化碳在大气中的含量偏高已经给自然环境和人类的生存带来了一定的影响。化石能源的燃烧、水泥的生产等人类活动是二氧化碳排放的主要来源。其中，水泥的生产制造被认为是导致二氧化碳排放增加的最多行业之一。水泥砂浆是由水泥、细骨料、水、其他的外加剂，根据施工需要配成的砂浆，被广泛应用于砌筑、抹面和装饰工程等领域。水泥是使用的最多的凝胶材料。因此，在水泥砂浆中加入功能性物质对水泥砂浆进行改性，改善水泥砂浆的耐久性，有助于提升资源的利用率和保护环境。
[0003]CN 113387667 A公开了一种抗渗水泥砂浆，由以下重量份的原料组成：95～130重量份生石灰，50～82重量份高岭土或改性高岭土，260～295重量份水，3～6重量份减水剂，32～40重量份骨料，10～23重量份助磨剂，所述的助磨剂由三异丙醇胺环硼酸酯、椰子油酸二乙醇酰胺、硼砂、原乙酸三乙酯、变性阿拉伯胶、硬脂酸镁、水以质量比(34～40):(10～16):(17～22):(3～5):(10～14):(0.7～1.5):(48～53)组成。该专利技术的抗渗水泥砂浆具有优良的力学性能，抗压、抗折强度高，同时抗渗性能与防开裂性能良好。然而，该方法的配方原料繁多，制备方法复杂，缺少对水泥砂浆耐久性和自收缩性能的评价。
[0004]CN 111960760 A公开了一种高阻尼的改性水泥砂浆及其制备方法，包括如下重量份数的组分：水泥50～60份、砂100～120份、水25～30份、苯丙乳液4～6份、减水剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、内阻尼添加料1～3份、外阻尼添加料3～7份，所述内阻尼添加料为硬脂酸/顺丁橡胶复配物，所述外阻尼添加料为芥酸酰胺/钢纤维/顺丁橡胶复配物。该专利技术提供的高阻尼的改性水泥砂浆具有改善水泥砂浆减震效果差的效果。此专利技术添加了多种有机改性剂，砂浆的力学强度不高，砂浆的配伍性值得考量。
[0005]在水泥砂浆中添加促进水泥水化的物质，增强水化产物的致密度，提升水泥砂浆的力学性能和耐久性是很有必要的。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐久性水泥砂浆，该水泥砂浆力学强度高、干缩变形性能好、耐久性好。
[0007]提高水泥砂浆的耐水性和抗渗性，是提高水泥砂浆耐久性的重要途径。目前，最常用的方法被分为表面改性和外加剂改性。表面疏水改性方法是在混凝土固化后对表面进行疏水改性，使混凝土表面形成疏水保护层，一般通过表面涂层或浸渍实现。表面疏水改性方法有许多缺点。混凝土暴露在外界环境中时，表面涂层趋于老化，混凝土容易开裂，导致表面疏水层开裂剥落，使混凝土的防水、抗渗性能迅速下降。相对于表面改性，外加剂改性可能是更有效的方式。外加剂改性是在混凝土搅拌过程中加入改性剂，改善混凝土的表面和内部的防水、抗渗性能。因此，与表面疏水改性方法相比，疏水外加剂方法制备的混凝土具
有更好的性能和更长的使用寿命。目前使用的疏水剂主要有液体硅烷和硅氧烷、硅烷乳液、疏水的硬脂酸。专利技术人在外加剂改性的基础上，对添加的疏水剂进行优化调整，发现硅烷或硅氧烷的引入在一定程度上抑制了水泥的水化作用。可能是因为硅烷的疏水性在一定程度上减弱了界面处集料和水化产物之间的相互作用力。硬脂酸或硬脂酸衍生物较难在水泥砂浆体系中分散均匀。因此，对现有的疏水剂进行改性降低其对水泥水化的影响，提高疏水剂在砂浆中的分散兴，是提高耐久性水泥砂浆整体性能的有效途径。相对于硅烷和硅氧烷，硬脂酸的成本更低，衍生物的制备也更为容易。本专利技术将硬脂酸、氧化镁、表面活性剂共同作用，制备了高性能的改性剂，添加到水泥浆料中。
[0008]然而，本专利技术的改性剂是通过硬脂酸、氧化镁、表面活性剂加热反应形成纳米硬脂酸镁乳液，添加到水泥浆料中分散性能好，表面张力低，对初始水化的钙矾石有促进作用，使得水泥砂浆整体疏水且力学性能有所提升。但加入改性剂后水泥的水化速度加快、水化热量释放加快，增加了水泥砂浆的自收缩性能。为了解决这个问题，本专利技术通过大量的试验，发现添加结构化的四氧化三钴可以作为早期钙矾石形成的模板，延缓水化热量的释放，稳定水化产物的结构，降低改性剂对水泥砂浆自收缩的影响。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种耐久性水泥砂浆，包括以下原料：水泥、砂、改性剂、水。
[0010]优选的，所述的耐久性水泥砂浆，包括以下重量份原料：20～50份水泥、60～150份砂、1～3份改性剂、8～20份水。
[0011]优选的，所述的水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥中的一种。
[0012]所述的砂为普通河砂，粒径为0.35～0.5mm。
[0013]所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)将氧化镁分散在水中形成悬浊液；
[0015](2)将硬脂酸加热熔融，加入非离子表面活性剂、水，随后加入氨水，搅拌形成体系Ⅰ；将步骤(1)中的悬浊液滴加至不断搅拌的体系Ⅰ中，滴加完后，继续反应，冷却后调整固含量，得到改性剂。
[0016]进一步的，所述的改性剂的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：
[0017](1)将3～5份氧化镁与20～30份水混合，在超声功率50～100W下处理20～60min，随后不断搅拌，形成悬浊液；
[0018](2)将20～50份硬脂酸在70～90℃下加热熔融，加入1～3份非离子表面活性剂、100～150份水，搅拌30～60min；随后加入0.3～1份氨水，继续搅拌反应30～60min，形成体系Ⅰ；将步骤(1)所得悬浊液滴加到不断搅拌的体系Ⅰ中，完全滴加后继续搅拌反应30～60min；自然冷却至20～30℃，将固含量用水调整至20～30％，得到改性剂。
[0019]更优选的，所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0020](1)将可溶性金属钴盐与有机溶剂混合，搅拌形成溶液，溶剂热反应后，收集不溶物，洗涤、干燥、煅烧、粉碎过筛得到四氧化三钴；
[0021](2)将氧化镁分散在水中形成悬浊液；
[0022](3)将硬脂酸加热熔融，加入非离子表面活性剂、水，随后加入氨水，搅拌形成体系Ⅰ；将步骤(2)中的悬浊液滴加至不断搅拌的体系Ⅰ中，滴加完后，加入步骤(1)的四氧化三钴
继续反应，冷却后调整固含量，得到改性剂。
[0023]在一些优选实施例中，所述的改性剂的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：
[0024](1)将0.5～1份六水合硝酸钴、20～30份异丙醇和5～10份甘油混合，搅拌30～60min形成溶液；将溶液在160～180℃溶剂热反应6～8h，自然冷却后，收集不溶物，洗涤、干燥、煅烧、粉碎过筛得到四氧化三钴；
[0025](2)将3～5份氧化镁与20～30份水混合，在超声功率50～100W下处理20～60min，随后不断搅拌，形成悬浊液；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐久性水泥砂浆，其特征在于，包括以下原料：水泥、砂、改性剂、水。2.如权利要求1所述的耐久性水泥砂浆，其特征在于，包括以下原料：20～50份水泥、60～150份砂、1～3份改性剂、8～20份水。3.如权利要求2所述的耐久性水泥砂浆，其特征在于，所述的水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥中的一种。4.如权利要求2所述的耐久性水泥砂浆，其特征在于，所述的砂为普通河砂，粒径为0.35～0.5mm。5.如权利要求2所述的耐久性水泥砂浆，其特征在于，所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化镁分散在水中形成悬浊液；(2)将硬脂酸加热熔融，加入非离子表面活性剂、水，随后加入氨水，搅拌形成体系Ⅰ；将步骤(1)中的悬浊液滴加至不断搅拌的体系Ⅰ中，滴加完后，继续反应，冷却后调整固含量，得到改性剂。6.如权利要求5所述的耐久性水泥砂浆，其特征在于，所述的改性剂的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：(1)将3～5份氧化镁与20～30份水混合，在超声功率50～100W下处理20～60min，随后不断搅拌，形成悬浊液；(2)将20～50份硬脂酸在70～90℃下加热熔融，加入1～3份非离子表面活性剂、100～150份水，搅拌30～60min；随后加入0.3～1份氨水，继续搅拌反应30～60min，形成体系Ⅰ；将步骤(1)所得悬浊液滴加到不断搅拌的体系Ⅰ中，完全滴加后继续搅拌反应30～60min；自然冷却至20～30℃，将固含量用水调整至20～30％，得到改性剂。7.如权利要求2所述的耐久性水泥砂浆，其特征在于，所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将可溶性金属钴盐与有机溶剂混合，搅拌形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芳山，
申请(专利权)人：江西锦业实业有限公司，
类型：发明
国别省市：