一种金刚砂地坪材料及其应用的制作方法

1.本发明涉及无机材料技术领域，尤其涉及一种金刚砂地坪材料及其应用。


背景技术：

2.地坪材料在建筑工程以及公路、桥梁等市政工程中得到了广泛应用。其中，金刚砂地坪作为一种耐磨地坪，常用于室内外混凝土的表面增强，使用时将金刚砂地坪材料撒在处于初凝阶段的混凝土表面，再磨平，随混凝土共同固化形成硬化表层；或者为了增加原有混凝土地面的强度而额外在已完成的混凝土地面上再铺设一层金刚砂。
3.金刚砂地坪的骨料主要为金刚砂、石英砂。金刚砂又名硅化碳(sic)，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料经高温烧结形成，其硬度优于石英砂，同时具有良好的耐火性和耐碱性。石英砂主要成分为二氧化硅，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，兼具良好的耐火性和抗酸性。
4.现有的金刚砂地坪材料通常以水泥、可再分散胶粉为粘结剂。其主要缺点在于界面粘结强度不佳，因而在使用过程中容易出现脱层，直接影响地坪材料的强度、耐候性和耐酸碱等性能。此外，现有金刚砂地坪材料不易施工，这些缺陷严重限制了金刚砂地坪材料的推广应用。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种金刚砂地坪材料，与混凝土共固化后界面结合性好，硬度高，耐磨性好，不易出现皲裂和剥离，能提高金刚砂地面的使用寿命。
6.本发明还提供了上述金刚砂地坪材料的应用。
7.本发明的第一方面提供了一种金刚砂地坪材料，包括以下按重量份计的组分：a组分：水泥30-50份，石英砂15-25份；金刚砂45-60份；石墨烯1～3份；b组分：乳胶剂8-15份，所述乳胶剂包括烷基酚聚氧乙烯醚(apeo)、混凝土胶结料和速凝剂。
8.本发明的金刚砂地坪材料，至少具有以下有益效果：
9.石墨烯渗透性好，可以增加地坪材料表层与混凝土基层的结合力，提高耐磨性、耐酸性、耐碱性、耐候性、防静电等性能。
10.apeo与石墨烯起到协同的改善渗透性的作用，使地坪材料更容易渗透到混凝土材料的缝隙中，进一步提高地坪材料与地面的粘结性，使凝结后的路面更稳定，不容易出现龟裂和剥离。
11.混凝土胶结料起到提高粘结强度、柔性、耐碱性等作用，赋予砂浆更好的抗裂性、抗折强度、防水性、施工性、耐磨性等特性。
12.速凝剂可以减少混凝土的凝结硬化时间，基于速凝剂与其他组分的搭配，能较好地兼顾施工效率和整体强度。
13.本发明的金刚砂地坪材料，利用乳胶剂和石墨烯搭配，显著提高了粘接强度和施
工性能，因而可以充分利用石英砂和金刚砂的优势，基于石英砂的耐磨性、耐酸性优势，以及金刚砂的耐磨性、耐碱性优势，在耐酸碱性方面适用性更广，同时耐磨，硬度高，使用过程中不易出现皲裂和剥离，能提高金刚砂地面的使用寿命，解决了现有金刚砂地坪材料耐酸碱性、粘结强度及施工性不佳的缺陷。
14.根据本发明的一些实施方式，所述apeo、混凝土胶结料和速凝剂的重量比为(10-15)：(25-45)：(2-5)。
15.根据本发明的一些实施方式，所述混凝土胶结料采用透水混凝土胶结剂、聚合物砂浆和可再分散胶粉复配。进一步地，所述透水混凝土胶结剂、聚合物砂浆和可再分散胶粉的重量比为：(15-20)：(5-10)：(8-12)。
16.透水混凝土胶结剂可以增加骨料之间的粘结强度，提高路面的抗压强度。在具体实施例中，透水混凝土胶结剂为城舒诗忆彩色混凝土胶结剂ts-04，广东悦谷道路材料有限公司生产。
17.聚合物砂浆为聚合物与无机粉体的共混物，兼具高分子材料的粘接性和无机材料的耐久性。其中的聚合物主要有环氧或聚氨酯，在具体实施例中，聚合物砂浆选用中德新亚的rg单组分环氧砂浆粉。
18.可再分散胶粉遇水可以再分散成乳液，主要起到改善粘结性能、柔韧性和施工性的作用。可选择本领域公知的醋酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物等。作为示例，可再分散胶粉可选择天津欧莱斯可再分散性乳胶粉，牌号为5067或5068。
19.需要说明的是，上述透水混凝土胶结剂、聚合物砂浆和可再分散胶粉均为本领域成熟的商业化产品，不再详细例举。
20.根据本发明的一些实施方式，所述b组分中，还包括颜料。颜料用量根据实际的着色要求调整，作为示例，以所述apeo的用量为参照，所述颜料与所述apeo的重量比为(2-6)：(10-15)。按色系不同，颜料的参考用量为：原色，颜料与apeo的重量比为2：(10-15)；灰色，颜料与apeo的重量比为4：(10-15)；绿色或红色，颜料与apeo的重量比为6：(10-15)。
21.根据本发明的一些实施方式，所述速凝剂包括碱土金属碳酸盐、碱土金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐、碱金属碳酸盐中的至少一种。速凝剂的主要牌号有红星ⅰ型、711型、782型、8604型等。
22.根据本发明的一些实施方式，所述金刚砂的粒度为10-30目。
23.根据本发明的一些实施方式，所述石英砂的粒度为10-30目。
24.根据本发明的一些实施方式，所述apeo包括壬基酚聚氧乙烯醚(npeo，cas号9016-45-9)或辛基酚聚氧乙烯醚(opeo，cas号9002-93-1)中的至少一种。
25.根据本发明的一些实施方式，所述水泥为硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。
26.根据本发明的一些实施方式，所述a组分中，所述水泥为40-50份。
27.根据本发明的一些实施方式，所述a组分中，所述石英砂为20-25份。
28.根据本发明的一些实施方式，所述a组分中，所述金刚砂为48-60份，进一步为50-60份。
29.本发明的第二方面提供了上述金刚砂地坪材料在金刚砂地面的修复或混凝土地面的增强中的应用。其中，混凝土地面的增强可通过在混凝土地面增补金刚砂实现。上述的应用所涉及场所包括但不限于球场、仓库、厂房、广场、道路等。
30.根据本发明的一些实施方式，所述金刚砂地坪材料的用量为3～5kg/m2；进一步为4kg/m2。
31.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.以下实施例和对比例中：
34.水泥为复合硅酸盐水泥，购自台泥(贵港)水泥有限公司；
35.石英砂和金刚砂的粒度为10-30目；
36.石墨烯购自清河县诺图焊接材料有限公司，粒度为800-1000目；
37.apeo为opeo，型号op-10，购自江苏省海安石油化工厂；
38.混凝土胶结料包括透水混凝土胶结剂、聚合物砂浆和可再分散胶粉，其中，透水混凝土胶结剂为城舒诗忆彩色混凝土胶结剂ts-04，购自广东悦谷道路材料有限公司；聚合物砂浆为中德新亚的rg单组分环氧砂浆粉；可再分散胶粉为天津欧莱斯可再分散性乳胶粉，牌号为5067；
39.速凝剂为782型，购自安徽皖科新科技发展有限公司。
40.实施例1
41.一种金刚砂地坪材料，包括a、b组分。
42.a组分按照重量份包括：水泥45份，石英砂20份，金刚砂55份，石墨烯2份；
43.b组分包括乳胶剂13份，其中包括：apeo 2.6份，透水混凝土胶结剂4.68份，可再分散胶粉2.08份，聚合物砂浆2.08份，速凝剂1.04份，颜料0.52份，换算成重量比为apeo：透水混凝土胶结剂：可再分散胶粉：聚合物砂浆：速凝剂：颜料＝10:18:10:8:4:2。将各组分投入搅拌釜中，充分搅拌半小时后，装袋即得。
44.实施例2
45.与实施例1相比，区别在于，a组分包括：水泥50份，石英砂25份，金刚砂60份，石墨烯3份。其他同实施例1。
46.实施例3
47.与实施例1相比，区别在于，b组分中，各组分重量比为apeo：透水混凝土胶结剂：可再分散胶粉：聚合物砂浆：速凝剂：颜料＝10:15:8:5:4:2。其他同实施例1。
48.对比例1
49.与实施例1相比，区别在于，b组分中apeo用离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠代替；其他同实施例1。
50.对比例2
51.与实施例1相比，区别在于，b组分总重量份为13份，其中包括：apeo 0.91份，透水混凝土胶结剂5.44份，可再分散胶粉2.42份，聚合物砂浆2.42份，速凝剂1.21份，颜料0.6份，各组分重量比为apeo：透水混凝土胶结剂：可再分散胶粉：聚合物砂浆：速凝剂：颜料＝
3:18:8:8:4:2。其他同实施例1。
52.对比例3
53.与实施例1相比，区别在于，a组分中未添加石墨烯。其他同实施例1。
54.对比例4
55.现有金刚砂地坪材料，按重量份包括：水泥45份，金刚砂55份，石英砂20份，可再分散胶粉10份，速凝剂4份，颜料2份。
56.测试例
57.本例用于测试金刚砂地坪材料的硬度、耐酸性、耐碱性、耐磨度和耐候性。测试方法如下：
58.硬度：莫氏硬度笔检测；
59.耐酸性：10wt％h2so4，72h；
60.耐碱性：20wt％naoh，72h；
61.耐磨度：750g/550r，耐磨度与磨耗量成反比，耐磨度越大，代表磨耗越小，耐磨性越好；
62.耐候性：(1)50℃，120h；(2)0℃，120h。
63.将金刚砂地坪材料的a组分和b组分的各原料投入搅拌釜中，充分搅拌半小时后，得到原色的地坪材料。
64.在混凝土初凝时将混凝土磨起浆，然后将地坪材料撒在表面，单位面积用量为4kg/m2，然后磨平，待地表完全硬化后按上述方法进行测试。测试结果如表1所示。
65.表1
[0066][0067]
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替
换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。