一种砖石建筑修补用轻质高强天然水硬性石灰砂浆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种天然水硬性石灰砂浆及其制备方法，尤其涉及一种应用于砖石建筑加固修补的轻质高强天然水硬性石灰砂浆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]天然水硬性石灰由含有一定数量硅质粘土杂质的石灰石矿在低于烧结温度下制成，它分别含有水泥、石灰中的部分组分。天然水硬性石灰能与被加固材料很好地相容，近年来，天然水硬性石灰被广泛应用于古建筑特别是砖石建筑的加固修复中并取得了很好的加固效果，然而存在其不能满足更高强度的建筑结构修复要求的情况。生产加工天然水硬性石灰需要消耗大量能源、资源，并且在生产过程中会产生二氧化碳温室气体及粉尘等，从而对环境造成污染，目前天然水硬性石灰还有很大的需求量。另外，工业生产、建筑及科学研究中产生很多废弃的砖石材料，这些材料常未经合适的处理被直接丢弃，对环境造成污染。全球变暖、环境问题日益加重、资源匮乏是摆在全人类面前的主要问题，采用一些物质替代部分天然水硬性石灰及资源回收利用是解决这些问题较为有效的途径。此外，建筑材料一直在向轻质方向发展，在建筑物的内外墙体、层面、露面、立柱等建筑结构中采用轻质砂浆，可以有效地降低建筑结构的自重，提高构建的承载能力，增强建筑物的抗震能力。硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成，含有高含量天然无定型活性二氧化硅，是一种具有较高活性的火山灰组分且比重较低，硅藻土资源较多，易得并且加工工艺简单，耗能少且对环境污染少。目前，关于用火山灰组分替代部分天然水硬性石灰的研究很少，没有关于采用硅藻土替代部分天然水硬性石灰应用的报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了在减轻上述全球变暖、环境污染、资源匮乏等问题的同时，提供一种应用于砖石建筑加固修复的轻质高强天然水硬性石灰砂浆及其制备方法。采用本发明的制备方法获得的天然水硬性石灰砂浆具有轻质高强的特点，并且提高了砂浆的耐酸与耐硫酸盐膨胀性能，尤其是减轻了全球变暖、环境污染、资源匮乏等问题。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:以天然水硬性石灰(NHL2)为主体胶结材料，用硅藻土以10wt%的比例替代天然水硬性石灰，以废弃砖石粉(混合料)为骨料，采用胶结料与骨料的质量比为1:2，采用0.6的水胶比制备天然水硬性石灰砂浆。
[0005]其中采用的硅藻土中火山灰活性成分所占比例不少于25%，废弃砖石粉粒级在0-lmm范围内，其主要成分包括:石英、绿泥石、透闪石、钠长石、碳酸钙及白云石。
[0006]本发明的有益效果是:采用本发明的制备方法充分利用了砖石建筑中产生的废料，硅藻土相比于NHL2具有低的比重，获得的天然水硬性石灰砂浆具有轻质的特点，减轻了非承重建筑体的重量和提高了安全性能，同时使得制备相同体积的砂浆所需的原料总量特别是天然水硬性石灰的用量减少，这种制备方法同时减少了砖石废料与生产天然水硬性石灰对环境造成的污染。采用此种制备方法提高了砂浆强度，可以应用于更高强度设计要求的建筑修复中，并且提高了砂浆的耐酸与耐硫酸盐膨胀性能，使得砂浆能更好地发挥修复作用。
具体实施方案
[0007]以下结合砂浆具体制备过程对本发明进行进一步解释。
[0008]采用水泥砂浆搅拌机制备天然水硬性石灰砂浆，称取450g天然水硬性石灰(NHL2)，50g硅藻土，将二者均匀混合后按照0.6的水胶比向其中加入300g水，称取1000g废弃砖石粉放入漏槽中，启动搅拌机，把搅拌机调到自动档，慢搅一分钟，快搅一分钟，停止一分钟，再快搅一分钟，即得到搅拌好的新制砂浆。采用40 X 40 X 160mm的试模振动成型，成型试样在20°C及90%湿度条件下养护48小时后脱模。脱模后的试样放置于2QV及70%相对湿度的恒温恒湿箱中养护，养护28天与90天后砂浆试样的抗压强度分别为2.57MPa与5.6MPa,而未米用娃藻土替代天然水硬性石灰的砂衆试样相应的强度分别为1.95MPa与
3.85MPa0
【主权项】
1.一种砖石建筑修补用轻质高强天然水硬性石灰砂浆及其制备方法，其特征在于:制备砂浆采用的主体胶结材料为天然水硬性石灰(NHL2)，采用硅藻土以10wt%的比例替代天然水硬性石灰，采用废弃的砖石粉为骨料，采用胶结料与骨料的质量比为1:2，采用水胶比为 0.6。2.根据权利要求1所述的天然水硬性石灰砂浆及其制备方法，其特征在于，所采用的硅藻土中火山灰活性成分所占比例不少于25%。3.根据权利要求1所述的天然水硬性石灰砂浆及其制备方法，其特征在于，废弃砖石粉粒级在0-lmm范围内。4.根据权利要求1或3所述的天然水硬性石灰砂浆及其制备方法，其特征在于，所采用的废弃砖石粉主要成分包括:石英、绿泥石、透闪石、钠长石、碳酸钙及白云石。5.根据权利要求1所述的天然水硬性石灰砂浆及其制备方法，其特征在于，采用水泥砂浆搅拌机制备天然水硬性石灰砂浆，包括下列步骤: ①称取450g天然水硬性石灰(NHL2)，50g硅藻土，将二者均匀混合； ②按照0.6的水胶比向上述混合物中加入300g水； ③称取1000g废弃砖石粉放入搅拌机漏槽中； ④启动搅拌机，把搅拌机调到自动档，慢搅一分钟，快搅一分钟，停止一分钟，再快搅一分钟，得到搅拌好的新制砂浆。
【专利摘要】本发明公开了一种砖石建筑修补用轻质高强天然水硬性石灰砂浆及其制备方法。该制备方法采用的主体胶结材料为天然水硬性石灰（NHL2），采用硅藻土以10%的比例替代天然水硬性石灰，以废弃砖石粉为骨料，胶结料与骨料的质量比为1:2，水胶比为0.6。依上述方法制备砂浆充分利用了砖石建筑中产生的废料，硅藻土的低密度使得加入后制备出的砂浆具有轻质的特点，制备相同体积的砂浆所需的原料总量特别是天然水硬性石灰的用量减少，同时减少了砖石废料与生产天然水硬性石灰对环境造成的污染；硅藻土中的活性成分可以替代部分水硬性石灰发生化学反应，大幅度提高了砂浆的力学强度，同时砂浆的耐酸与耐硫酸盐膨胀性能得到很大改善。
【IPC分类】C04B28/12, C04B18/16
【公开号】CN105254261
【申请号】CN201410340738
【发明人】王菊琳, 徐树强
【申请人】北京化工大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2014年7月17日