本发明涉及防水砂浆，具体涉及一种缓凝快硬特种功能防水砂浆及其制备方法，属于防水砂浆领域。
背景技术
近几年，建筑墙面脱落的问题越来越严重，脱落的墙面、保温板等砸坏汽车、砸伤行人的新闻更是屡见不鲜。墙面常年经受日晒雨淋，干湿变化及温度变化使墙面粘接层产生应力集中，出现空鼓，是墙面脱落的直接原因之一。另外，随着建筑物的沉降，墙面出现裂缝，雨水顺着裂缝进到墙体，破坏粘接层与保温层或与墙体基层的粘接，同样导致墙面脱落，同时还会出现外墙渗漏的问题。究其根本原因，就是墙体粘接材料粘接强度不够，使外墙保温板或瓷砖与面层或墙体基层的粘接不牢固。
对于传统的防水材料，用在外墙的防水粘接施工或多或少都存在一些问题。js防水涂料柔性好，抗变形能力优异，但是其粘接强度比较低，墙面脱落风险较大；与之相反，防水浆料和防水砂浆虽然有很高的粘接强度，但是对饰面砖的粘接效果较差，且其特定的刚性决定了其不能抵御形变的缺点；瓷砖粘接剂针对饰面砖的粘接具有良好的效果，但是吸水率高，抗渗性能较差。因此，想要建筑外墙既满足防水性能要求，又达到一定的粘接效果，就必须用以上材料进行多道施工。这不仅极大地消耗了建筑材料，而且需要大量人力物力，花费较长时间，施工成本较高。
cn201210353170.9一种耐腐蚀的聚合物防水砂浆，提供一种耐腐蚀的聚合物防水砂浆，包括如下按重量份计的组分：硅酸盐水泥40~50份、聚丙烯酸甲酯乳胶粉2~3份、乙烯-醋酸乙烯酯乳胶粉2~3份、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳胶粉1~2份、聚丙烯酸酯乳胶粉1~2份、聚丙烯纤维3~5份、纤维素醚3~5份、无机纤维3~7份、植物纤维6~12份、纤维素硫酸酯3~5份、纤维素磷酸酯2~4份、邻羟基苯甲酸苯酯1~2份、聚酰亚胺颗粒1~3份、石英砂5~8份、石膏10~15份、粉煤灰5~9份、膨润土4~7份、三氧化钼3~6份、氧化硅2~5份、柠檬酸1~2份、硝酸钙5~8份、硅藻土5~8份、聚乙烯醇2~8份、枯矾3~6份、表面活性剂1~2份、水20~30份。
cn201610103516.8一种纳米凹凸棒土改性防水砂浆，公开了一种纳米凹凸棒土改性防水砂浆，由以下组分混合而成：普通硅酸盐水泥，石英砂，粉煤灰，纤维素醚，可分散乳胶粉，减水剂，纳米凹凸棒土。本发明的纳米凹凸棒土改性防水砂浆，采用了普通硅酸盐水泥复合粉煤灰，提高了砂浆的强度，另外还添加了，纤维素醚，可分散乳胶粉，减水剂等添加剂，砂浆施工性佳，砂浆柔韧性好，添加了纳米凹凸棒土，水泥砂浆间的粘结力进一步提高，很好地抑制了早期微裂纹的产生，从而提高了聚合物防水砂浆的抗渗性，大大提高了砂浆的防水性能以及稳定性。
cn201610117347.3一种绿色环保聚合物防水砂浆，公开了一种绿色环保聚合物防水砂浆，由以下组分混合而成：普通硅酸盐水泥，铁尾矿，粉煤灰，钢渣，乳液，减水剂，纤维素醚，消泡剂，水。本发明的绿色环保聚合物防水砂浆，采用了优质的丙烯酸乳液，砂浆胶膜致密稳定，另外还添加了，纤维素醚，减水剂等，大大改善了砂浆施工性，砂浆柔韧性好。消泡剂的加入使浆体中的气泡发生破裂，浆体内孔径空隙减少，提高了砂浆的密实度，砂浆强度提高。配方中的骨料屏弃了传统的石英砂，改用工业废弃物，铁尾矿，钢渣，粉煤灰作为骨料，实现了废弃物的回收再利用，通过合理调配铁尾矿，钢渣，粉煤灰三者的比例，砂浆力学性能优于传统石英砂作骨料的防水砂浆，而且砂浆稳定性较好。
cn201510959514.4一种外墙用速凝节能轻质防水砂浆，提供一种外墙用速凝节能轻质防水砂浆，所述的防水砂浆包括液料和粉料。所述的液料和粉料重量比为液料：粉料=1：2.77~1：3.33。所述的液料包括以下原料组分：丁苯乳液、纤维素醚、水、消泡剂、防腐剂。所述的粉料包括以下原料组分：硅酸盐水泥、中空玻璃微珠、粉煤灰、石英砂、水泥膨胀剂、减水剂、分散剂、促凝剂、触变剂。本发明防水砂浆凝结时间短，初凝时间为45~70min，终凝时间为1.50~2.50h；本发明防水砂浆抗渗能力强，抗压抗折强度好。
粘接材料的实际使用中的粘接强度，一方面取决于材料本身的性能，另一方面受现场施工的影响。同一粘接材料，涂胶后立即粘贴瓷砖或保温板所获得的粘接强度将大于涂胶一段时间后再粘贴的粘接强度，即晾置时间内可获得较大粘接强度。然而工人现场为方便施工往往做不到涂胶后在晾置时间内粘贴瓷砖或保温板，这就导致了粘接材料性能发挥不充分，出现粘接强度不高的情况。
综上所述，现有技术存在以下技术问题：（1）现有技术的砂浆无法同时满足防水和粘结两种性能；（2）现有技术的砂浆无法同时满足缓凝和快硬两种技术指标的要求。
技术实现要素：
本发明提供了一种缓凝快硬特种功能防水砂浆及其制备方法，要实现以下发明目的：同时具备防水和粘结的功能，可以取代防水材料和粘接材料；解决现有技术缓凝、快硬无法同时满足的缺陷；缩短施工周期、降低施工成本。
为达到该目的，本发明的技术方案是：
一种缓凝快硬特种功能防水砂浆，以重量份计，包括以下原料组分：
硅酸盐水泥30~45份、复合高铝水泥5~20份、疏水改性纤维素醚0.1~0.5份、憎水型胶粉2~5份、聚氧化乙烯0.2~0.5份、粉体润湿剂0.2~0.5份、减水剂0.05~0.3份、消泡剂0.2~0.6份、粉煤灰2~10份、灰钙2~10份、石英砂30~50份。
所述的硅酸盐水泥：强度等级在42.5以上；
所述的复合高铝水泥：区别于传统的高铝水泥，经过特殊处理，来自凯诺斯（中国）硅酸盐技术有限公司，型号pp8203；
所述疏水改性纤维素醚是羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚或甲基纤维素醚；
所述憎水型胶粉是具有憎水功能的可再分散乳胶粉，是丙烯酸胶粉或乙烯醋酸乙烯胶粉；
所述粉体润湿剂是聚乙二醇酯类或有机金属酯类或环氧烷共聚物类等的表面活性剂。
所述减水剂是萘系减水剂或聚羧酸减水剂或三聚氰胺减水剂等，但不仅限于此。
所述粉体消泡剂包括有机硅类、聚醚类等中的一种或几种的组合。
所述石英砂级配在50目~120目。
所述粉煤灰是一级粉煤灰、二级粉煤灰、三级粉煤灰中的一种或几种的组合。
所述灰钙是指细度在325目及以上的灰钙粉。
缓凝快硬特种功能防水砂浆的生产过程是纯物理混合过程，各种粉体原材料混合均匀即可，因此其工业化生产工艺较为简单，按一般干粉砂浆的生产方式即可实现。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
（1）本发明集优异防水性能与高强粘接性能于一体、浆料拌和初期缓凝而铺贴试件后可快速上强度，本发明砂浆7天的强度可达相关标准要求28天指标要求，该砂浆可取代防水材料和粘接材料——缓凝快硬特种功能防水砂浆，通过一次施工达到防水和粘接的目标要求。这不仅极大地缩短施工周期、降低施工成本，节能低耗、绿色环保。
（2）本发明的缓凝快硬特种功能防水砂浆在性能方面的优势：
1）缓凝快硬的特性
具有缓凝效果的普通砂浆一般上强度也比较慢，上强度比较快的砂浆一般不具有缓凝效果，而使得拌合料的可操作时间很短。本发明通过特定的组分配方，使拌合料在拌和初期具有缓凝效果，增加其可操作时间；可操作时间过后，即铺贴瓷砖或保温板后，浆料又可以快速硬化上强度。
该缓凝快硬特种功能防水砂浆，可以在增加砂浆可操作时间的同时，快速获得较高的强度，弥补砂浆类产品在使用时的不足。这种同时提高缓凝、快硬这两个矛盾特性的技术，是现有技术都难以实现的。
2）优异的抗变形能力
a、较高的横向变形
《聚合物水泥防水砂浆》jc/t984-2011、《聚合物水泥防水浆料》jc/t2090-2011中的横向变形指标分别为1.0mm和2.0mm，本发明砂浆横向变形可达10mm，远大于一般防水砂浆和瓷砖粘接剂的横向变形能力。
b、较高的抗压、抗折
该砂浆的快硬性能使得其7d抗压、抗折性能指标即可达到《聚合物水泥防水浆料》jc/t2090-2011中i型要求，后期养护过程中性能不断提升，28d抗压、抗折性能指标达到《聚合物水泥防水砂浆》jc/t984-2011中ⅱ型指标要求。这远优于《高分子益胶泥》福建地标db35/516-2005的要求。
c、较高的桥接裂缝能力
该砂浆的桥接裂缝能力指标在1.00mm以上，明显高于《用于陶瓷砖粘结层下的防水涂膜》jc/t2415-2017的要求。
即该砂浆既具有一定的柔韧性，又具有较高的抗压抗折能力，可抵御各种应力产生的形变而涂层不被破坏。
3）优异的防水性能
a、极低的吸水率
我们检测到市面上的瓷砖胶粘剂的吸水率一般在7.0%以上，本专利发明的砂浆吸水率将低于3.0%，不仅远低于普通瓷砖胶粘剂的吸水率，还能满足《聚合物水泥防水砂浆》jc/t984-2011。
b、较高的抗渗能力
本砂浆的7天涂层抗渗高于0.8mpa，优于专业防水文件《聚合物水泥防水砂浆》jc/t984-2011、《聚合物水泥防水浆料》jc/t2090-2011中的指标要求和《高分子益胶泥》福建地标db35/516-2005中ⅰ型要求。
极低的吸水率和较高的抗渗能力是该砂浆优异防水性能的体现，满足防水砂浆的标准要求，弥补单纯粘接材料不耐水的不足。
4）优异的粘接强度
该砂浆7d拉拔粘接强度即可达到《聚合物水泥防水砂浆》jc/t984-2011规定的28d的指标要求，各种处理后的粘接强度不仅可满足防水砂浆的标准要求，也大大的优于现有的专业粘接材料瓷砖粘接剂的标准要求。特别是晾置时间增加到40min后，粘接强度在1.5mpa以上，这不仅是在粘接性能上的提升，也大大提高了砂浆的可施工时间。
具体实施方式
实施例1
一种缓凝快硬特种功能防水砂浆，以重量份计，包括以下原料组分：
硅酸盐水泥40份、复合高铝水泥10份、疏水改性纤维素醚0.15份、憎水型胶粉2份、聚氧化乙烯0.5份、粉体润湿剂0.5份、减水剂0.1份、消泡剂0.6份、粉煤灰2份、灰钙10份、石英砂40份。
所述硅酸盐水泥：强度等级为42.5；
所述复合高铝水泥：来自凯诺斯（中国）硅酸盐技术有限公司，型号pp8203；
所述疏水改性纤维素醚：为7.5万hpmc；
所述憎水型胶粉：为vae憎水型胶粉；
所述粉体润湿剂：为聚乙二醇润湿剂；
所述减水剂：为聚羧酸减水剂；
所述消泡剂：为有机硅消泡剂；
所述粉煤灰：为二级粉煤灰；
所述灰钙：细度为400目；
所述石英砂：细度为50目~120目。
上述缓凝快硬特种功能防水砂浆的生产过程是纯物理混合过程，各种粉体原材料混合均匀即可，因此其工业化生产工艺较为简单，按普通干粉砂浆的生产方式即可实现。
实施例2
一种缓凝快硬特种功能防水砂浆，以重量份计，包括以下原料组分：
硅酸盐水泥45份、复合高铝水泥5份、疏水改性纤维素醚0.15份、憎水型胶粉2份、聚氧化乙烯0.5份、粉体润湿剂0.5份、减水剂0.1份、消泡剂0.5份、粉煤灰5份、灰钙5份、石英砂35份。
所述硅酸盐水泥：强度等级为42.5；
所述复合高铝水泥：来自凯诺斯（中国）硅酸盐技术有限公司，型号pp8203；
所述疏水改性纤维素醚：为7.5万hec；
所述憎水型胶粉：为vae憎水型胶粉；
所述粉体润湿剂：为有机金属酯润湿剂；
所述减水剂：为聚羧酸减水剂；
所述消泡剂：为有机硅消泡剂；
所述粉煤灰：为一级粉煤灰；
所述灰钙：细度为400目；
所述石英砂：细度为80目~120目。
上述缓凝快硬特种功能防水砂浆的生产过程是纯物理混合过程，各种粉体原材料混合均匀即可，因此其工业化生产工艺较为简单，按普通干粉砂浆的生产方式即可实现。
实施例3
一种缓凝快硬特种功能防水砂浆，以重量份计，包括以下原料组分：
硅酸盐水泥30份、复合高铝水泥15份、疏水改性纤维素醚0.3份、憎水型胶粉5份、聚氧化乙烯0.2份、粉体润湿剂0.3份、减水剂0.12份、消泡剂0.5份、粉煤灰10份、灰钙3份、石英砂50份。
所述硅酸盐水泥：强度等级为42.5；
所述复合高铝水泥：来自凯诺斯（中国）硅酸盐技术有限公司，型号pp8203；
所述疏水改性纤维素醚：为1万mc；
所述憎水型胶粉：为vae憎水型胶粉；
所述粉体润湿剂：为聚乙二醇润湿剂；
所述减水剂：为萘系减水剂；
所述消泡剂：为有机硅消泡剂；
所述消泡剂：为聚醚类消泡剂；
所述粉煤灰：为一级粉煤灰；
所述灰钙：细度为600目；
所述石英砂：细度为50目~100目。
上述缓凝快硬特种功能防水砂浆的生产过程是纯物理混合过程，各种粉体原材料混合均匀即可，因此其工业化生产工艺较为简单，按普通干粉砂浆的生产方式即可实现。
实施例4
一种缓凝快硬特种功能防水砂浆，以重量份计，包括以下原料组分：
硅酸盐水泥30份、复合高铝水泥15份、疏水改性纤维素醚0.5份、憎水型胶粉4份、聚氧化乙烯0.5份、粉体润湿剂0.5份、减水剂0.05份、消泡剂0.3份、粉煤灰8份、灰钙3份、石英砂32份。
所述硅酸盐水泥：强度等级为52.5；
所述复合高铝水泥：来自凯诺斯（中国）硅酸盐技术有限公司，型号pp8203；
所述疏水改性纤维素醚：为1万cmc；
所述憎水型胶粉：为丙烯酸酯憎水型胶粉；
所述粉体润湿剂：为聚乙二醇润湿剂；
所述减水剂：为三聚氰胺减水剂；
所述消泡剂：为聚醚类消泡剂；
所述粉煤灰：为一级粉煤灰；
所述粉煤灰：为二级粉煤灰；
所述灰钙：细度为600目；
所述石英砂：细度为80目~120目。
上述缓凝快硬特种功能防水砂浆的生产过程是纯物理混合过程，各种粉体原材料混合均匀即可，因此其工业化生产工艺较为简单，按普通干粉砂浆的生产方式即可实现。
实施例5
一种缓凝快硬特种功能防水砂浆，以重量份计，包括以下原料组分：
硅酸盐水泥30份、复合高铝水泥20份、疏水改性纤维素醚0.2份、憎水型胶粉4份、聚氧化乙烯0.5份、粉体润湿剂0.2份、减水剂0.3份、消泡剂0.6份、粉煤灰10份、灰钙3份、石英砂40份。
所述硅酸盐水泥：强度等级为42.5；
所述复合高铝水泥：来自凯诺斯（中国）硅酸盐技术有限公司，型号pp8203；
所述疏水改性纤维素醚：为7.5万hpmc；
所述憎水型胶粉：为vae憎水型胶粉；
所述粉体润湿剂：为环氧烷共聚物类润湿剂；
所述减水剂：为聚羧酸减水剂；
所述消泡剂：为有机硅消泡剂；
所述粉煤灰：为三粉煤灰；
所述灰钙：细度为325目；
所述石英砂：细度为8目~120目。
上述缓凝快硬特种功能防水砂浆的生产过程是纯物理混合过程，各种粉体原材料混合均匀即可，因此其工业化生产工艺较为简单，按普通干粉砂浆的生产方式即可实现。
检测结果：
将以上实施案例制备的缓凝快硬特种功能防水砂浆与自来水按100:（22~25）的比例进行配料后，根据行业相关标准进行性能检测，物理性能检测结果见下表：
由上表可见，本发明缓凝快硬特种功能防水砂浆的初凝时间为180-207min，终凝时间为236-251min；7d抗折强度为4.3-5.0mpa，28d抗折强度为8.1-8.9mpa；7d抗压强度为12.4-13.0mpa，28d抗压强度为24.3-26.2mpa，柔韧性（横向变形）为10.2-10.6mm，桥接裂缝能力为1.01-1.08mm，涂层抗渗压力（7d）为0.8-1.0mpa，7d拉伸粘结强度为1.2-1.6mpa，28d拉伸粘结强度为2.3-2.8mpa，浸水后拉伸粘结强度（28d）1.7-2.1mpa，热老化后拉伸粘结强度（28d）为1.9-2.1mpa；冻融循环后拉伸粘接强度（28d）为1.8-2.3mpa；晾置40min拉伸粘接强度（28d）为1.5-1.9mpa；吸水率为2.0-2.7%。
实施例6
施工工艺：
1）基面润湿施工
将干燥基面进行充分润湿，至饱和面干状态。
2）防水粘结层施工
基面处理好后马上在其上与界面层刮涂方向互为垂直方向，刮涂一道缓凝快硬特种功能防水砂浆胶料，厚度约为1.5-2.5㎜，建议不用齿型刮刀控制施工厚度，以防止齿间有效防水厚度不够，用齿型刮刀无可厚非，使用大于3mm的齿型刮刀施工后，贴上瓷砖或者保温板等，揉压瓷砖或者保温板，能使水泥砂浆与保温板或者瓷砖满粘，厚度减半，因此墙面第一层防水层厚度最小为1.5mm；而后在砖（或保温板）背面刮涂一道高分子防水粘结胶料进行粘接以，两总厚度2-2.5㎜，随后轻微敲打震平密实以提高粘结满粘效果，待粘结层终凝后再用勾缝剂进行勾缝。勾缝时沾染及落下的灰浆应在初凝前清理干净。
3）通过改变缓凝快硬特种功能防水砂浆的性能，使之既符合防水材料的标准，有符合粘接材料的标准，防水层与粘接层合二为一，简化施工工序以及施工材料的使用，降低墙体自重，提高生产效率以及降低施工成本。
在施工时的表现，实施例1-4在施工时，成品砂浆与水混合时，具有良好的和易性；混合后的浆料在施工时有较好的触变性，容易批刮；有较好的润湿性，浆料与基层及瓷砖容易达到满粘，并结合紧密。实施例5则在以上方面表现有所不及。
除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。