专利名称：一种改性石膏保水砂浆的制造配方的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性石膏保水砂浆的制造配方。
背景技术：
石膏保水砂浆是通过建筑石膏、硅质改性剂、普通水泥、天然河砂等为主要原料，经混合而制得的一种新型建筑砂浆。石膏保水砂浆具有保水性好，粘结强度高，收缩性小等特点，可有效地防止砂浆中的水被墙体材料吸收，因此可以在墙体材料施工过程中采用干法施工，不必再往墙体材料上浇水，从而不仅使施工工艺简化、劳动强度降低、节约用水，还可以有效地改善砂浆与墙体材料间的粘结性能，避免墙体开裂和空鼓。
建筑工程中墙体施工工艺是在墙体材料砌筑和抹灰之前需要对墙体材料进行浇水湿润，目的是使墙体材料具有一定的含水量来保证砌筑砂浆和抹面砂浆能够充分水化硬化，我们称其为湿法施工工艺。采用湿法施工工艺，如砌块上墙时含水率过高，待秋冬季节天气干燥，砌体干燥收缩，就会造成抹灰层的开裂、空鼓，严重的还会造成砌体本身开裂；相反，如砌块过于干燥时砌筑，砌筑砂浆和抹灰砂浆中的水分又容易过快被砌体吸取，造成砂浆中的水泥所需的水分不充足，从而造成砂浆强度不够、粘结力下降以及砂浆收缩太快的现象，引起灰缝开裂、抹灰层的开裂、空鼓、渗漏等质量问题。因此墙体材料浇水的多少对墙体的收缩影响较大，而每种新墙材浇水的标准都不相同，施工现场很难保证恰当的浇水量。干法施工工艺是在进行墙体砌筑前不需要对墙体材料进行浇水湿润的一种施工方法。干法施工工艺由于不需要在砌筑前对墙体材料浇水湿润，从而既方便了施工，又克服了传统施工方法难以控制墙材含水率的弊病，从而保证了施工质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性石膏保水砂浆的制造配方。
本发明的技术方案是改性石膏保水砂浆由下列原料按重量的比例组合而成对于砌筑砂浆∶改性砌筑石膏和天然河砂混合物中，两者的比例为1∶4～6；对于抹面砂浆∶改性抹面石膏和天然河砂混合物中，两者的比例为1∶1～3。
上述改性砌筑石膏的原料按以下重量比例组合建筑石膏用量为55％～75％，硅质改性剂的用量为20％～40％，普通水泥的用量为1％～10％；上述改性抹面石膏的原料按以下重量比例组合建筑石膏的用量为65％～85％，硅质改性剂的用量为15％～35％。上述配比中加入的调凝剂的用量占胶凝材料总量的0.2％～0.4％，保水剂的用量占胶凝材料总量的0.1％～0.3％。
上述天然河砂粒径小于1mm。
上述改性石膏保水砂浆最佳配方是由下列原料按重量的比例组合而成对于砌筑砂浆∶改性砌筑石膏和天然河砂混合物中，前后两者的比例为1∶5。对于抹面砂浆∶改性抹面石膏和天然河砂混合物中，前后两者的比例为1∶2。
上述改性砌筑石膏最佳配方是原料按以下重量比例组合改性砌筑石膏中建筑石膏的用量为65％，硅质改性剂的用量为30％，普通水泥的用量为5％。
改性抹面石膏中建筑石膏的用量为75％，硅质改性剂的用量为25％。
上述调凝剂的最佳用量占胶凝材料总量的0.3％，上述保水剂的最佳用量占胶凝材料总量的0.2％。
本发明的有益效果是保水性好，粘结强度高，收缩性小。
普通石膏类胶凝材料是气硬性胶凝材料，其弱点是耐水性较差，软化系数通常为0.2～0.3，一般不能作为砌筑胶结料直接用于墙体材料的砌筑，只能用于装修工程。硅质改性剂是一种能提高石膏耐水性且较经济的方法，可使石膏的软化系数达到0.65以上，从而使石膏这种胶凝材料既保持了其轻质、固化时不收缩的优良特性，又使其软化系数与加气混凝土砌块相当(加气混凝土砌块软化系数通常为0.6～0.7)，因此，使用石膏类砌筑材料砌筑加气混凝土砌块，会使这两种材料的配合相得益彰，充分发挥它们轻质、保温的优势。同时在加气混凝土砌块砌筑和抹灰过程中，采用不再向加气混凝土砌块上淋水的干法施工工艺，可以使石膏类胶凝材料的气硬性特点更好地配合加气混凝土砌块的干法施工工艺，达到一种较理想的状态。
石膏类胶凝材料在固化过程中不但不收缩，反而体积还略有膨胀，不论是其与基质的粘结性能还是自身的变形性能都较水泥类胶凝材料优越得多，而且其轻质、多孔的性能与加气混凝土砌块非常相似，目前之所以不能在工程中广泛应用的障碍就在于其软化系数较小，本专利的主要内容之一就是对石膏进行改性处理，使其耐水性能和保水能力提高，这是石膏类胶凝材料能在工程中大量使用的前提条件。
由于建筑石膏的气硬性，极大地限制了石膏在建筑工程中的应用范围。我们通过对建筑石膏水化硬化的研究，结合已被普遍公认的晶体理论和胶体理论，对改善建筑石膏硬化体的耐水性能进行了详细研究。通过采用掺加硅酸盐类材料的方法，使石膏的软化系数可达0.65以上，从而使石膏这种胶凝材料既保持了其轻质、固化时不收缩的优良特性，又使其软化系数与加气混凝土砌块相当(加气混凝土砌块软化系数通常为0.6-0.7)，因此，使用石膏类砌筑材料砌筑加气混凝土砌块，会使这两种材料的配合相得益彰，充分发挥它们轻质、保温的优势。
具体实施例方式
具体实施见表1至表8所示的基本配方和试验结果。本发明不限于以下基本配方和试验结果。
建筑石膏及改性建筑石膏软化系数试验研究建筑石膏其基本性能如表1。
表1建筑石膏基本性能试验
硅质改性剂，水泥普通硅酸盐水泥P.O 32.5为了检验试验结果的可重复性，保证应用过程中更稳定地表现其性能，我们在建筑石膏软化系数试验中安排一批三组试验，其龄期为3天；在改性建筑石膏软化系数试验中，分别安排了三批试验，每一批安排三组试验，每一组由三个试件组成，其龄期均为28天。其试验结果见表2。
改性建筑石膏砌筑砂浆、抹面砂浆软化系数试验研究砌筑砂浆配比改性砌筑石膏(建筑石膏65％∶硅质改性剂30％∶普通水泥5％)1∶天然河砂(粒径小于1mm)5抹面砂浆配比改性抹面石膏(建筑石膏75％∶硅质改性剂25％)1∶天然河砂(粒径小于1mm)2为了检验试验结果的可重复性，保证应用过程中更稳定地表现其性能，我们在改性建筑石膏砌筑砂浆、抹面砂浆软化系数试验中，分别安排了两批试验，每一批安排三组试验，每一组由三个试件组成，其龄期均为28天，其试验结果如表3。
表2建筑石膏及改性建筑石膏软化系数试验
注表中干燥强度为试件干燥至恒重时的抗压强度，饱水强度为试件吸水饱和后的抗压强度。
由试验结果可以看到，未经改性处理的建筑石膏试样的软化系数只有0.28，其耐水性很差，而经硅质改性剂改性的建筑石膏，其软化系数大大提高，已达到0.67～0.68，该软化系数已超过了加气混凝土砌块的软化系数，因此，可以满足加气混凝土砌块的砌筑要求。
表3改性建筑石膏砌筑砂浆、抹面砂浆软化系数试验
注表中干燥强度为试件干燥至恒重时的抗压强度，饱水强度为试件吸水饱和后的抗压强度。
从表3试验结果可以看到，用改性石膏胶结料配制的砌筑砂浆和抹面砂浆，其软化系数为0.71～0.66，其数值高于加气混凝土砌块0.68～0.61的软化系数，因此，用其进行加气混凝土砌块的砌筑和抹面是可行的。
改性建筑石膏砌筑砂浆、抹面砂浆凝结时间的试验研究建筑石膏的特性决定了由建筑石膏为主的胶凝材料，其凝结较快，作为在工厂中生产制品的原料时，其凝结快是其优点，它可以加快模具周转、减小模具投资，减小生产场地面积，而做为施工工地现场应用的原料，其必须有一定的施工操作时间，以便满足施工过程的需要，因此，石膏类胶凝材料在现场应用时，一般需对其凝结时间进行适当的调整，其对改性石膏的调凝效果如表4所示。
表4调凝剂调凝效果试验
注改性建筑石膏砌筑砂浆、抹面砂浆的配比同软化系数试验的配比。
由试验结果可以看到，调凝剂的调凝效果较理想，随着调凝剂的掺量的加大，砂浆的初凝和终凝时间都相应延长，但考虑经济因素，我们取调凝剂的掺量为0.3％的配比为基准配比进行其它性能的试验，此时不论是改性建筑石膏砌筑砂浆还是抹面砂浆都有大约一个半小时的施工操作时间，基本可以满足施工过程的需要。
改性建筑石膏砌筑砂浆、抹面砂浆保水性能的试验研究保水性能好的砂浆可有效地防止砂浆中的水被墙体材料吸收，这样就可以在墙体材料施工过程中，不必再往墙体材料上浇水，从而不仅使施工工艺简化、劳动强度降低、节约用水，还可以有效地改善砂浆与墙体材料间的粘结性能，避免墙体开裂和空鼓。提高砂浆的保水能力是实现干法施工、改善墙体性能的前提条件。
其保水效果见表5。
表5掺保水剂的改性石膏砌筑砂浆、抹面砂浆保水性能试验
从试验结果可以看到，保水剂的保水效果非常理想，掺加0.2％保水剂的改性建筑石膏砌筑砂浆和抹面砂浆的保水率分别达到了94.0％和95.8％，而未掺保水剂的基准样品的保水率仅有58.1％和62.1％。
普通砂浆的和易性是通过分层度试验来检测的，为了比较，参照普通砂浆分层度试验，我们对掺与未掺保水剂的改性建筑石膏砌筑砂浆、抹面砂浆进行了分层度试验，其结果见表6。
表6掺保水剂的改性石膏砌筑砂浆、抹面砂浆分层度试验
粘结强度的试验研究根据干法施工的特点，参照国家建材行业标准JC890-2001《蒸压加气混凝土用砌筑与抹面砂浆》粘结强度试验方法，我们设计了一种使用改性建筑石膏砌筑砂浆和抹面砂浆、采用干法施工的方法进行粘结强度的试验，并与M7.5、M10的水泥砂浆进行了粘结强度的对比试验，其结果如表7所示。
表7改性石膏砌筑和抹面砂浆与普通砂浆干法施工粘结强度试验
从试验结果可以看到，改性石膏砂浆干法施工的粘结强度远远高于普通砂浆，而且，0.32MPa和0.38MPa的粘结强度也大大高于国家建材行业标准JC890-2001《蒸压加气混凝土用砌筑与抹面砂浆》对砌筑与抹面砂浆粘结强度0.2MPa的要求，可见，改性建筑石膏砂浆在蒸压加气混凝土砌块砌筑与抹面工程中，采用干法施工工艺是完全可行的。
改性建筑石膏砌筑和抹面砂浆收缩性能试验参照JGJ70-90《建筑砂浆基本性能试验方法》，我们对改性石膏砌筑和抹面砂浆的收缩性能进行了测试，其结果如表8。
表8改性石膏砌筑和抹面砂浆与普通砂浆收缩性能试验
试验表明，改性石膏砂浆的28天龄期不但没有收缩，反而略有膨胀，这正是石膏类产品所具有的特点，长期虽有收缩，但收缩很小，与普通砂浆相比小了一个数量级，效果非常明显。
本专利通过用硅质改性剂对建筑石膏改性，其软化系数可由0.28提高到0.67～0.68。使用改性后的建筑石膏配制的加气混凝土砌筑砂浆和抹面砂浆，其软化系数达到了0.66～0.71，高于加气混凝土砌块的软化系数0.61～0.68，可以作为加气混凝土砌块的砌筑砂浆和抹面砂浆使用。通过调凝剂对改性建筑石膏的调凝作用、保水剂对建筑石膏的保水作用，其效果非常理想，从而，保证了改性石膏砂浆干法施工的粘结强度远远高于国家建材行业标准JC890-2001《蒸压加气混凝土用砌筑与抹面砂浆》对砌筑与抹面砂浆粘结强度0.2MPa的要求，其砌筑与抹面干法施工的粘结强度分别为0.3Mpa以上和0.35Mpa以上。改性石膏砂浆的28天龄期不但不收缩，反而略有膨胀，长期虽有收缩，但收缩很小，与普通砂浆相比小了一个数量级。采用改性石膏砂浆进行的加气混凝土砌块干法施工，其工艺简单，施工中减少了人为因素对建筑工程质量的影响，达到了既提高施工速度，又有效地保证施工质量的目的。
以本发明配方配制的砌筑砂浆和抹面砂浆其材料的技术指标如下砌筑砂浆初凝时间大于1小时保水能力大于90％抗压强度大于5MPa粘结强度大于0.3MPa软化系数大于0.65抹面砂浆初凝时间大于1小时保水能力大于90％粘结强度大于0.35MPa
权利要求
1.一种改性石膏保水砂浆的制造配方，其特征在于所述的改性石膏保水砂浆由下列原料按重量的比例组合而成对于砌筑砂浆改性砌筑石膏和天然河砂混合物中，两者的比例为1∶4～6；对于抹面砂浆改性抹面石膏和天然河砂混合物中，两者的比例为1∶1～3。
2.根据权利要求1所述的改性石膏保水砂浆的制造配方，其特征在于上述改性砌筑石膏的原料按以下重量比例组合建筑石膏用量为55％～75％，硅质改性剂的用量为20％～40％，普通水泥的用量为1％～10％；上述改性抹面石膏的原料按以下重量比例组合建筑石膏的用量为65％～85％，硅质改性剂的用量为15％～35％。
3.根据权利要求1或2所述的改性石膏保水砂浆的制造配方，其特征在于上述配比中加入的调凝剂的用量占胶凝材料总量的0.2％～0.4％，保水剂的用量占胶凝材料总量的0.1％～0.3％。
4.根据权利要求1所述的改性石膏保水砂浆的制造配方，其特征在于上述天然河砂粒径小于1mm。
5.根据权利要求1所述的改性石膏保水砂浆的制造配方，其特征在于上述改性石膏保水砂浆最佳配方是由下列原料按重量的比例组合而成对于砌筑砂浆改性砌筑石膏和天然河砂混合物中，前后两者的比例为1∶5；对于抹面砂浆改性抹面石膏和天然河砂混合物中，前后两者的比例为1∶2。
6.根据权利要求2所述的一种改性石膏保水砂浆的制造配方，其特征在于上述改性砌筑石膏最佳配方是原料按以下重量比例组合改性砌筑石膏中建筑石膏的用量为65％，硅质改性剂的用量为30％，普通水泥的用量为5％；改性抹面石膏中建筑石膏的用量为75％，硅质改性剂的用量为25％。
7.根据权利要求1或2所述的一种改性石膏保水砂浆的制造配方，其特征在于上述调凝剂的最佳用量占胶凝材料总量的0.3％，上述保水剂的最佳用量占胶凝材料总量的0.2％。
全文摘要
本发明公开了一种改性石膏保水砂浆的制造配方，所述的改性石膏保水砂浆由下列原料按重量的比例组合而成对于砌筑砂浆，改性砌筑石膏和天然河砂混合物中，两者的比例为1∶4～6；对于抹面砂浆，改性抹面石膏和天然河砂混合物中，两者的比例为1∶1～3；上述配比中加入的调凝剂的用量占胶凝材料总量的0.2％～0.4％，保水剂的用量占胶凝材料总量的0.1％～0.3％；上述天然河砂粒径小于1mm；所制得的改性石膏保水砌筑砂浆和抹面砂浆具有保水性好，黏结强度高，收缩性小等特点，可以实现加气混凝土砌块砌筑过程干法施工的工艺要求。
文档编号C04B14/02GK1962529SQ20061012374
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月24日 优先权日2006年11月24日
发明者李丽娟, 李卫国, 刘锋, 郭永昌 申请人:广东工业大学