一种胶凝材料外加剂组合物及水硬性石灰砂浆制造技术

本发明专利技术提供一种胶凝材料外加剂组合物，包括减水剂、吸水树脂、甲基硅酸钠和亚铁氰化钾。本发明专利技术还提供了包含所述外加剂组合物的水硬性石灰砂浆及其制备方法，本发明专利技术的石灰砂浆具有很高的耐环境侵蚀性能，可以作为古建筑修复材料。材料。

【技术实现步骤摘要】
一种胶凝材料外加剂组合物及水硬性石灰砂浆


[0001]本专利技术涉及建筑材料与文物保护材料
，具体涉及一种高耐久性天然水硬性石灰砂浆、其制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]古建筑遗址在历史延续中长期暴露在自然环境中，受到来自环境的侵蚀破坏(物理、化学和生物风化作用)、空气污染以及人为破坏，物理化学侵蚀反应使基材内
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外部均遭到不同程度的损坏，大多数文物存在不同程度的局部开裂、表面剥落甚至整体倒塌等损坏现象。
[0003]我国大多数砖石古建筑以石灰作为胶凝材料，秉承以旧修旧原则，在修缮中仍优先石灰质修补材料，但气硬性石灰早期强度低，凝结硬化慢，体积稳定性和耐水性差，在潮湿或水下环境下易分解溃散，使用效果不理想。近些年天然水硬性石灰(NHL)作为修复基材，在古建筑修缮工程中(诸如故宫金水桥、平遥古城、隋代赵州桥等)的成功应用，使这些古建筑的文化价值得以更好保存。
[0004]NHL是通过烧制和消化粘土质石灰石或是硅质石灰石而成，其矿物相由硅酸二钙、氢氧化钙和少量碳酸钙组成，是一种兼具水硬性和气硬性的无机胶凝材料。基于NHL自身性质和使用环境特殊性，其耐久性成为了其修复价值的主要体现方式，而针对NHL基材料的环境侵蚀的研究结果表明，NHL基材料在极端侵蚀环境中的性能恶化严重，诸如力学强度大幅降低、产生明显裂纹等，因此，以NHL为修复基材的修缮方式是否具有长期效果需要重点考虑。
[0005]砖石/岩土质古建筑和壁画遗址基体所依附的各类自然环境中均含有不同形态的盐类化合物，其盐害与遗址中的盐分活动以及环境变化密切相关。现代工业发展造成的硫酸型酸雨经长期富集于土壤和建筑基底，形成的硫酸盐对古建筑基体包括NHL修复基材造成严重的侵蚀破坏。
[0006]因此，很有必要开发具有高耐久性的NHL基材料，以使得砖石古建筑基体修复和加固后可以得到长久保护。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对目前砖石古建筑文物修缮和加固所用的NHL修复砂浆耐久性能不足的问题，提供一种胶凝材料外加剂组合物以及使用该外加剂组合物制备的高耐久性水硬性石灰砂浆，本专利技术的石灰砂浆具有低收缩、适中的强度和高耐环境侵蚀性能，与砖石相容性好，能够满足古建筑修缮的性能和兼容性要求，可应用于砖石古建筑文物的修复和加固工程。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种胶凝材料外加剂组合物，包括减水剂、吸水树脂、甲基硅酸钠和亚铁氰化钾。
[0010]根据本专利技术的一些实施方式，所述组合物中，亚铁氰化钾与减水剂的质量比为(0.2～1.5)：(0.2～1.2)，优选(0.5～1.2)：(0.5～1.0)，更优选(0.7～1.0)：(0.5～0.8)。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述组合物中，亚铁氰化钾与减水剂的质量比为1：(0.15～6)，优选1：(0.4～2)，更优选1：(0.5～1.2)。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述组合物中，亚铁氰化钾与吸水树脂的质量比为(0.2～1.5)：(0.05～0.2)，优选(0.5～1.2)：(0.08～0.15)，更优选(0.7～1.0)：(0.08～0.12)。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述组合物中，亚铁氰化钾与吸水树脂的质量比为1：(0.03～1)，优选1：(0.06～0.3)，更优选1：(0.08～0.2)。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述组合物中，亚铁氰化钾与甲基硅酸钠的质量比为(0.2～1.5)：(0.5～1.5)，优选(0.5～1.2)：(0.8～1.2)，更优选(0.7～1.0)：(0.9～1.1)。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述组合物中，亚铁氰化钾与甲基硅酸钠的质量比为1：(0.3～7.5)，优选1：(0.6～2.5)，更优选1：(0.9～1.6)。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述组合物中，减水剂、吸水树脂、甲基硅酸钠和亚铁氰化钾的质量比为(0.2～1.2)：(0.05～0.2)：(0.5～1.5)：(0.2～1.5)。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述减水剂包括聚羧酸减水剂。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述减水剂选自聚酯类聚羧酸高性能减水剂、聚醚类聚羧酸高性能减水剂、酰胺/亚酰胺型聚羧酸减水剂、两性型聚羧酸减水剂(聚酰胺
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聚乙烯乙二醇支链型减水剂)中的一种或多种。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述减水剂为540P型聚羧酸减水剂。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述减水剂的固含量＞95％。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述吸水树脂是高吸水性树脂。在一些实施方式中，所述吸水树脂选自聚丙烯酸盐、淀粉丙烯酸盐聚合物、淀粉
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丙烯腈接技共聚物、丙烯酰胺
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丙烯腈
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丙烯酸三元共聚物中的一种或多种。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述吸水树脂的吸水倍率为30～50倍，例如35倍、40倍、45倍等。
[0023]第二方面，本专利技术一种水硬性石灰砂浆，包括胶凝材料、骨料、水和本专利技术第一方面所述的外加剂组合物，或者其由包括胶凝材料、骨料、水和本专利技术第一方面所述的外加剂组合物的原料制备而成。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述胶凝材料包括天然水硬性石灰、矿粉和硅灰。
[0025]本专利技术中，矿粉和硅灰均是高活性的火山灰质材料，二者与天然水硬性石灰中的氢氧化钙发生火山灰反应生成部分水化硅(铝)酸钙，从而可以提高胶凝骨架结构的稳定性，在获得较好的力学性能的同时，能够提高内部结构的耐侵蚀性能。
[0026]在一些实施方式中，所述矿粉为S95级矿粉。
[0027]在一些实施方式中，所述硅灰的粒径为0.1～5μm。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述胶凝材料中，天然水硬性石灰的含量为60wt％～90wt％，例如60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％或90wt％，优选65wt％～85wt％，更优选70wt％～80wt％。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述胶凝材料中，矿粉的含量为5wt％～25wt％，例如5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％或25wt％，优选10wt％～20wt％，更优选15wt％～20wt％。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述胶凝材料中，硅灰的含量为1wt％～20wt％，例如1wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％或20wt％，优选5wt％～15wt％，更优选5wt％～10wt％。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述胶凝材料中，天然水硬性石灰的含量为60wt％～90wt％，矿粉的含量为5wt％～25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶凝材料外加剂组合物，包括减水剂、吸水树脂、甲基硅酸钠和亚铁氰化钾。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述亚铁氰化钾与减水剂的质量比为(0.2～1.5)：(0.2～1.2)优选(0.5～1.2)：(0.5～1.0)；和/或所述亚铁氰化钾与吸水树脂的质量比为(0.2～1.5)：(0.05～0.2)，优选(0.5～1.2)：(0.08～0.15)；和/或所述亚铁氰化钾与甲基硅酸钠的质量比为(0.2～1.5)：(0.5～1.5)，优选(0.5～1.2)：(0.8～1.2)。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂，优选地，所述聚羧酸减水剂的固含量＞95％；和/或所述吸水树脂的吸水倍率为30～50倍。4.一种水硬性石灰砂浆，包括胶凝材料、骨料、水和权利要求1～3任一项所述的外加剂组合物，或者其由包括胶凝材料、骨料、水和权利要求1～3任一项所述的外加剂组合物的原料制备而成。5.根据权利要求4所述的石灰砂浆，其特征在于，所述胶凝材料包括天然水硬性石灰、矿粉和硅灰；优选地，所述矿粉为S95级矿粉，优选地，所述硅灰的粒径为0.1～5μm。6.根据权利要求4或5所述的所述的石灰砂浆，其特征在于，所述胶凝材料中，天然水硬性石灰的含量为60wt％～90wt％优选65wt％～85wt％，和/或矿粉的含量为5wt％～25wt％优选10w...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋民，张大江，许栋，刘泽，齐国栋，
申请(专利权)人：刘泽，
类型：发明
国别省市：